Acta Armamentarii ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (1): 84-97.doi: 10.12382/bgxb.2022.0650
Special Issue: 特种车辆理论与技术
Previous Articles Next Articles
SONG Jiarui1, TAO Gang1, LI Derun2, ZANG Zheng1, WU Shaobin1,*(), GONG Jianwei1
Received:
2022-07-16
Online:
2022-12-13
Contact:
WU Shaobin
CLC Number:
SONG Jiarui, TAO Gang, LI Derun, ZANG Zheng, WU Shaobin, GONG Jianwei. Robust Model Predictive Control for Manned and Unmanned Vehicle Formation Based on Parameter Self-Optimization[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(1): 84-97.
Add to citation manager EndNote|Ris|BibTeX
实验平台 | 参数 | 数值 |
---|---|---|
长度×宽度×高度/mm | 4900×2900×1800 | |
轴距/mm | 2800 | |
后轴距离/mm | 1450 | |
有人车 | 整车质量/kg | 1500 |
前轮最大转角/(°) | 30 | |
最大纵向加速度/(m·s-2) | 3.0 | |
最大纵向减速度/(m·s-2) | 3.0 | |
长度×宽度×高度/mm | 2600×1300×960 | |
质量/kg | 1500 | |
无人车 | 主动轮半径/mm | 140 |
车辆离地高度/mm | 460 | |
履带中心距/mm | 1100 |
Table 1 Parameters of each platform
实验平台 | 参数 | 数值 |
---|---|---|
长度×宽度×高度/mm | 4900×2900×1800 | |
轴距/mm | 2800 | |
后轴距离/mm | 1450 | |
有人车 | 整车质量/kg | 1500 |
前轮最大转角/(°) | 30 | |
最大纵向加速度/(m·s-2) | 3.0 | |
最大纵向减速度/(m·s-2) | 3.0 | |
长度×宽度×高度/mm | 2600×1300×960 | |
质量/kg | 1500 | |
无人车 | 主动轮半径/mm | 140 |
车辆离地高度/mm | 460 | |
履带中心距/mm | 1100 |
参数 | 数值 |
---|---|
横向偏差权重系数 | 5.11 |
航向偏差权重系数 | 13.77 |
控制量权重系数 | 30.10 |
控制量变化率权重系数 | 502.66 |
距离偏差权重系数 | 6.79 |
鲁棒边界放缩系数 | -0.57 |
Table 2 Parameters of the controller
参数 | 数值 |
---|---|
横向偏差权重系数 | 5.11 |
航向偏差权重系数 | 13.77 |
控制量权重系数 | 30.10 |
控制量变化率权重系数 | 502.66 |
距离偏差权重系数 | 6.79 |
鲁棒边界放缩系数 | -0.57 |
无人车 | 间距误差/m | 横向偏差/m | 航向偏差/(°) | |
---|---|---|---|---|
1 | MPC | 0.530±1.127 | 0.162±0.156 | 2.371±2.180 |
RMPC | 0.589±1.256 | 0.134±0.116 | 2.090±1.769 | |
2 | MPC | 0.820±1.661 | 0.171±0.172 | 2.333±2.431 |
RMPC | 0.869±1.745 | 0.151±0.132 | 2.214±1.989 |
Table 3 Simulation results
无人车 | 间距误差/m | 横向偏差/m | 航向偏差/(°) | |
---|---|---|---|---|
1 | MPC | 0.530±1.127 | 0.162±0.156 | 2.371±2.180 |
RMPC | 0.589±1.256 | 0.134±0.116 | 2.090±1.769 | |
2 | MPC | 0.820±1.661 | 0.171±0.172 | 2.333±2.431 |
RMPC | 0.869±1.745 | 0.151±0.132 | 2.214±1.989 |
车辆参数 | 数值 |
---|---|
长度×宽度×高度/mm | 4740×2170×2380 |
轴距/mm | 3300 |
整车整备质量/kg | 3250 |
前轮最大转向角/(°) | 32 |
最大纵向加速度/(m·s-2) | 3.0 |
最大纵向减速度/(m·s-2) | 3.0 |
离地高度/mm | 410 |
车辆接近角/(°) | 60 |
车辆离去角/(°) | 45 |
Table 4 Vehicle parameters
车辆参数 | 数值 |
---|---|
长度×宽度×高度/mm | 4740×2170×2380 |
轴距/mm | 3300 |
整车整备质量/kg | 3250 |
前轮最大转向角/(°) | 32 |
最大纵向加速度/(m·s-2) | 3.0 |
最大纵向减速度/(m·s-2) | 3.0 |
离地高度/mm | 410 |
车辆接近角/(°) | 60 |
车辆离去角/(°) | 45 |
控制器 | 间距误差/m | 横向偏差/m | 航向偏差/(°) |
---|---|---|---|
MPC | 3.878±2.719 | 0.536±0.208 | 3.314±2.101 |
RMPC | 3.724±2.034 | 0.390±0.176 | 3.180±2.050 |
Table 5 Experimental results
控制器 | 间距误差/m | 横向偏差/m | 航向偏差/(°) |
---|---|---|---|
MPC | 3.878±2.719 | 0.536±0.208 | 3.314±2.101 |
RMPC | 3.724±2.034 | 0.390±0.176 | 3.180±2.050 |
[1] |
范博洋, 赵高鹏, 薄煜明, 等. 多目标空地异构无人系统协同任务分配方法[J/OL]. 兵工学报, 2022(2022-07-05).https://doi.org/10.12382/byxb.2022.0095.
doi: https://doi.org/10.12382/byxb.2022.0095 |
doi: https://doi.org/10.12382/byxb.2022.0095 |
|
[2] |
doi: 10.1109/TVT.2020.2964847 URL |
[3] |
贾永楠, 李擎. 多机器人编队控制研究进展[J]. 工程科学学报, 2018, 40(8):893-900.
|
|
|
[4] |
doi: 10.1109/TITS.2004.825080 URL |
[5] |
|
[6] |
doi: 10.1109/TITS.2013.2291493 URL |
[7] |
钱殿伟. 基于模糊滑模的多机器人系统编队控制[J]. 智能系统学报, 2016, 11(5):641-647.
|
|
|
[8] |
高瑜隆. 多智能体系统的分布式模型预测控制[D]. 北京: 北京理工大学, 2016.
|
|
|
[9] |
doi: 10.1109/TCST.2016.2594588 URL |
[10] |
doi: 10.1109/TIE.2017.2787574 URL |
[11] |
|
[12] |
doi: 10.1109/TITS.2015.2402153 URL |
[13] |
doi: 10.1080/00423119408969077 URL |
[14] |
鲁若宇, 胡杰, 陈瑞楠, 等. 基于DMPC的智能汽车协同式自适应巡航控制[J]. 汽车工程, 2021, 43(8): 1177-1186.
|
|
|
[15] |
doi: 10.1109/TITS.2018.2841980 URL |
[16] |
|
[17] |
李永福, 邬昌强, 朱浩, 等. 考虑车辆跟驰作用和通信时延的网联车辆队列轨迹跟踪控制[J]. 自动化学报, 2021, 47(9): 2264-2275.
|
|
|
[18] |
孙中奇. 轮式机器人跟踪控制研究:模型预测控制方法[D]. 北京: 北京理工大学, 2018.
|
|
|
[19] |
|
[20] |
doi: 10.1007/s42154-020-00093-2 URL |
[21] |
|
[22] |
邓海鹏, 麻斌, 赵海光, 等. 自主驾驶车辆紧急避障的路径规划与轨迹跟踪控制[J]. 兵工学报, 2020, 41(3): 585-594.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.03.020 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.03.020 |
|
[23] |
盖江涛, 刘春生, 马长军, 等. 考虑履带滑转滑移的电驱动履带车辆转向控制[J]. 兵工学报, 2021, 42(10): 2092-2101.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.10.005 |
|
|
[24] |
吴海东, 司振立. 基于线性矩阵不等式的智能车轨迹跟踪控制[J]. 浙江大学学报(工学版), 2020, 54(1):110-117.
|
|
|
[25] |
|
[1] | REN Hongbin, SUN Jiyu, Chih-Keng CHEN, ZHAO Yuzhuang, YANG Lin. Real-Time & Anti-Noise LTV-MPC-based Motion Control For High-speed Vehicle [J]. Acta Armamentarii, 0, (): 0-0. |
[2] | DENG Haipeng, MA Bin, ZHAO Haiguang, L Liang, LIU Yu. Path Planning and Tracking Control of Autonomous Vehicle for Obstacle Avoidance [J]. Acta Armamentarii, 2020, 41(3): 585-594. |
[3] | WANG Wei, CHEN Huiyan, MA Jianhao, LIU Kai, GONG Jianwei. Path Tracking for Intelligent Vehicles Based on Frenet Coordinates and Delayed Control [J]. Acta Armamentarii, 2019, 40(11): 2336-2351. |
[4] | CHEN Hui-yan, CHEN Shu-ping, GONG Jian-wei. A Review on the Research of Lateral Control for Intelligent Vehicles [J]. Acta Armamentarii, 2017, 38(6): 1203-1214. |
Viewed | ||||||
Full text |
|
|||||
Abstract |
|
|||||