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专利号: 2023117114047
申请人: 无锡商业职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2025-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能汽车轨迹跟踪控制方法,其特征在于,包括:S1:获取汽车动力学模型;

S2:通过基于长短时记忆神经网络的轨迹跟踪模型,对汽车轨迹进行跟踪,预测出汽车的横摆角速度和质心侧偏角;

S3:通过基于自适应螺旋滑模算法的上层控制器,根据预测出的横摆角速度和质心侧偏角,确定保持汽车轨迹的最佳附加横摆力矩;

S4:通过基于最佳纵向力分配算法的下层控制器,根据保持汽车轨迹的最佳附加横摆力矩,确定各个车轮的扭矩分配,并基于扭矩分配结果控制汽车;

其中,所述汽车动力学模型具体包括:纵向运动方程:

横向运动方程:

横摆方向运行方程:

其中,m表示整车质量,v

其中,所述S3具体包括:

S301:构建所述上层控制器的滑模面:其中,s表示滑模面,γ表示横摆角速度预测值,γS302:对所述上层控制器的滑模面进行一阶求导,并代入所述横摆方向运行方程,得到:其中,

S303:对所述上层控制器的滑模面进行二阶求导,并代入所述横摆方向运行方程,得到:S304:根据所述上层控制器的滑模面,确定保持汽车轨迹的最佳附加横摆力矩:M

其中,M

其中,所述滑模面调节项具体为:其中,Δs表示滑模面调节项,k其中,所述自适应螺旋滑模控制增益具体为:其中,

其中,所述S4具体包括:

S401:构建基于最佳纵向力分配算法的下层控制器的目标函数:其中,J()表示下层控制器的目标函数,FS402:根据保持汽车轨迹的最佳附加横摆力矩,为基于最佳纵向力分配算法的下层控制器设置约束条件:F

其中,M

S403:在所述约束条件的约束下,依据所述目标函数,对纵向力进行分配,确定各个车轮的最佳纵向力;

S404:根据各个车轮的最佳纵向力,通过所述汽车动力学模型,计算各个车轮的扭矩;

S405:根据计算出来的各个车轮的扭矩,控制汽车。

2.根据权利要求1所述的智能汽车轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述S2具体包括:S201:向基于长短时记忆神经网络的轨迹跟踪模型输入历史轨迹序列X,所述历史轨迹序列中包括多个轨迹数据点x,每个轨迹数据点x包括:横摆角速度γ和质心侧偏角β;

S202:在遗忘门中,确定需要遗忘的信息,通过以下公式,得到遗忘门的输出向量:F

其中,F

S203:在输入门中,确定存储到细胞存储单元的信息,通过以下公式,得到输入门的输出向量:I

其中,I

S204:在细胞存储单元中,通过以下公式,计算当前时刻的临时细胞状态:其中,

S205:在细胞存储单元中,通过以下公式,计算当前时刻的细胞状态:其中,C

S206:在输出门中,通过以下公式,得到输出门的输出向量,并将输出门的输出向量存储为隐状态:O

H

其中,O

S207:在输出层中,通过以下公式,预测出汽车的横摆角速度和质心侧偏角:其中,y

3.根据权利要求2所述的智能汽车轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述基于长短时记忆神经网络的轨迹跟踪模型的训练方法包括:构建基于长短时记忆神经网络的轨迹跟踪模型的目标函数;

以所述轨迹跟踪模型的目标函数的函数值最小为目标,对所述轨迹跟踪模型进行训练。

4.根据权利要求3所述的智能汽车轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述基于长短时记忆神经网络的轨迹跟踪模型的目标函数具体为:其中,F()表示轨迹跟踪模型的目标函数,Θ表示模型参数集合,Y

5.一种智能汽车轨迹跟踪控制系统,其特征在于,包括处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器;所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令,以执行权利要求1至4中任意一项所述的智能汽车轨迹跟踪控制方法。