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基于双反馈循环神经网络的多轴车辆跟踪控制方法
发布时间: 2023-12-08
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
制造业,通用设备制造业,电气机械和器材制造业,仪器仪表制造业
成果介绍
本发明涉及一种基于双反馈循环神经网络的多轴车辆跟踪控制方法,包括:S1、引入路径跟踪误差模型,建立考虑多轴车辆系统的不确定性以及外部干扰的多轴车辆动力学模型;S2、设计最优标称控制律,其标称控制部分考虑了额外的误差积分反馈动作,以渐近稳定的方式跟踪标称多轴车辆动力学系统的参考路径;S3、设计切换控制律,用于保证设计的积分滑模面的可达性,同时与标称控制律结合形成最优积分滑模总体控制律,以提高整个跟踪控制系统的鲁棒性;S4、将双反馈循环神经网络应用于最优积分滑模控制器中,近似多轴车辆动力学系统的未知部分,并增强在未知模型参数存在的情况下得到的系统的鲁棒性。该方法可以提高多轴车辆跟踪性能。
成果亮点
本发明采用的技术方案是：一种基于双反馈循环神经网络的多轴车辆跟踪控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：引入路径跟踪误差模型，建立考虑多轴车辆系统的不确定性以及外部干扰的多轴车辆动力学模型；
步骤S2：设计最优标称控制律，所述最优标称控制律的标称控制部分考虑了额外的误差积分反馈动作，以渐近稳定的方式跟踪标称多轴车辆动力学系统的参考路径；
步骤S3：设计切换控制律，所述切换控制律用于保证设计的积分滑模面的可达性，同时与标称控制律结合形成最优积分滑模总体控制律，以提高整个跟踪控制系统的鲁棒性；
步骤S4：将双反馈循环神经网络应用于最优积分滑模控制器中，近似多轴车辆动力学系统的未知部分，并增强在未知模型参数存在的情况下得到的系统的鲁棒性。
团队介绍
发明人：章小龙 余亚津 杜恒 庄娉婷 刘祺慧 张志忠 黄惠 李雨铮 俞建超 陈沛扬
福州大学（Fuzhou University），简称福大，位于福建省福州市，创建于1958年，是国家“双一流”建设高校，国家“211工程”建设高校，国家教育部、国家国防科技工业局与福建省人民政府共建高校，福建省三所重点建设的高水平大学之一，福建省一流大学建设高校，入选国家建设高水平大学公派研究生项目、教育部首批“卓越工程师教育培养计划”高校、新工科研究与实践项目、数据中国“百校工程”项目、国家“111计划”、“高校国际化示范学院推进计划”、国家级大学生创新创业训练计划、全国首批深化创新创业教育改革示范高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、全国专业学位研究生教育综合改革试点单位、国家集成电路人才培养基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地、高校国家知识产权信息服务中心。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：- (-) 评价时间：2023-12-21
黄建华
福州大学
教授
综合评价
1)该成果针对多轴车辆受到外部干扰而导致的多轴车辆跟踪控制性能下降的问题，提出了一种新颖的最优积分滑模跟踪控制方法，以实现车辆更优的跟踪性能；首先设计了一种新型的最优标称控制律，同时考虑附加误差积分反馈，以保证渐近稳定地跟踪标称多轴车辆动力学系统的参考路径；然后设计了积分滑模控制律，进一步提升闭环系统的跟踪性能；设计的最优积分滑模跟踪控制提升了多轴车辆在外部干扰下时的跟踪控制鲁棒性。
2)该成果针对复杂的多轴车辆系统在时变的外部环境中运行时，其动力学模型的系统参数难以准确测量的问题，利用神经网络强大的逼近未知非线性函数方面的特性，将双反馈循环神经网络结构应用于最优积分滑模控制器中，以近似动力学系统的未知部分，并且通过基于李雅普诺夫的自适应律在线更新，使得控制器即使在任意初始值状态下也能获得良好的近似性能；根据李雅普诺夫理论，所提出的基于双反馈循环神经网络的最优积分滑模跟踪控制方案具有更好的跟踪性能。
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