基于扩张高增益观测器的自动驾驶车辆鲁棒路径跟踪控制系统设计
系统与控制
2020-03-16 v1 系统与控制
最优化与控制
摘要
在真实世界中，自动驾驶车辆需要在不受控且不确定的环境中完成转向操纵，同时保持高水平的安全性和乘客舒适性。忽略这些要求将固有地导致控制系统性能显著退化，并可能进而引发危及生命的情况。本文中，我们提出了一种在由参数不确定性、车辆侧滑角与道路倾斜引起失配扰动下的自动驾驶车辆鲁棒路径跟踪控制。具体地，所提出的控制框架包含两部分。第一部分通过抵消不期望的动态，确保横向与横摆动态以标称期望动态行为。第二部分由两个扩张高增益观测器组成，用于估计系统状态变量与扰动项。我们对闭环系统的稳定性分析证实了在所给控制律下的指数稳定性性质。为验证所提控制系统，该控制器在一自动驾驶车辆研究平台上进行了实验实现，并在包含平坦、倾斜与倾斜（银行）道路的不同道路条件下测试。实验结果显示了控制器的有效性，也说明了该控制器在倾斜与银行道路上于一定纵向速度范围内可达到与平坦道路相媲美的性能。
引用
@article{arxiv.2003.06333,
title = {Design of Robust Path-Following Control System for Self-driving Vehicles Using Extended High-Gain Observer},
author = {Yasir K. Al-Nadawi and Hothaifa Al-Qassab and Daniel Kent and Su Pang and Vaibhav Srivastava and Hayder Radha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.06333},
year = {2020}
}