文档名：半挂汽车列车挂车转向PSOLQR控制器设计
摘要：针对低速转向时挂车跟踪牵引车轨迹性能较差的问题,设计了一种基于粒子群优化(particleswarmoptimization,PSO)的挂车主动转向LQR控制器,探讨了不同权重矩阵获取方式对挂车转向控制效果的影响.验证了构建的挂车转向半挂汽车列车运动学模型的可靠性;设计了挂车的低速轨迹跟踪LQR控制器,利用PSO算法优化了LQR控制器的权重矩阵;研究了不同权重矩阵获取方式下的控制器性能.研究结果表明:经PSO算法优化后的LQR控制器能使挂车更快地进入稳定跟踪状态;当权重矩阵R分别取作0.1和1时,相比于由人为整定得到的权重矩阵Q对应的挂车跟踪误差,全局最优权重矩阵对应的挂车跟踪误差在单U形路径下分别减小26.1％和19.4％,在匝道螺旋路径下分别减小了40.9％和43.4％.
Abstract：Toaddressthepoortrackingperformanceofsemitrailerswhentractorssteeringatlowspeeds,anactivesteeringLinearQuadraticRegulator(LQR)basedonParticleSwarmOptimization(PSO)isdesigned,andtheimpactofdifferentweightmatrixacquisitionmethodsonthesteeringcontroleffectoftrailersisexplored.First,thereliabilityofthekinematicsmodelofthetractor-semitrailerwiththetrailersteeringsystemisverified.Second,anLQRforlow-speedtrajectorytrackingofthetrailerisdesigned,andtheweightmatrixintheLQRisoptimizedbyemployingPSOalgorithm.Finally,thecontrollerperformancewithdifferentweightmatrixacquiredbydifferentmethodsisstudied.ResearchresultsshowtheLQRcontrolleroptimizedbyPSOalgorithmallowsthetrailertoenterastabletrackingstatefaster;whentheweightmatrixRissetto0.1and1,comparedtothetrailertrackingerrorcorrespondingtothemanuallyadjustedweightmatrixQ,thetrailertrackingerrorcorrespondingtotheglobaloptimalweightmatrixisdownby26.1％and19.4％respectivelyinasingleU-shapedpath,anddownby40.9％and43.4％respectivelyinaspiralpathontheramp.
作者：陆柯伟 徐晓美 秦勇杰 张涌Author：LUKewei XUXiaomei QINYongjie ZHANGYong
作者单位：南京林业大学汽车与交通工程学院,南京210037
刊名：重庆理工大学学报
Journal：JournalofChongqingInstituteofTechnology
年，卷(期)：2024, 38(1)
分类号：U469.5
关键词：半挂汽车列车 主动转向 粒子群优化算法 线性二次型调节器 最优控制
Keywords：tractor-semitrailer activesteering particleswarmoptimizationalgorithm linearquadraticregulator optimalcontrol
机标分类号：
在线出版日期：2024年3月6日
基金项目：江苏省产业前瞻与关键核心技术项目半挂汽车列车挂车转向PSO-LQR控制器设计[
期刊论文] 重庆理工大学学报--2024, 38(1)陆柯伟 徐晓美 秦勇杰 张涌针对低速转向时挂车跟踪牵引车轨迹性能较差的问题,设计了一种基于粒子群优化(particleswarmoptimization,PSO)的挂车主动转向LQR控制器,探讨了不同权重矩阵获取方式对挂车转向控制效果的影响.验证了构建的挂车转向半...参考文献和引证文献
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