如何设计登高车路径偏移控制中抗饱和控制器??   惠州登高车出租, 惠州登高车租赁, 惠州登高车价格,  登高车路径偏移控制系统的误差动力学模型,  在进行登高车路径偏移控制时，实际运动路径和期望路径L的偏差，可用实际运动中后桥上rP点到期望路径上的RP点的距离偏差e来表示。设登高车在期望路径上运动时，后车体与惯性系Ix的夹角为r，则登高车的运动方向偏离误差为rre，距离偏差e投影到期望路径中的车体参考坐标系上，得到登高车运动的偏移误差为xe，ye，在车体参考坐标系下，路径偏移误差的变化率为： 其中rv为RP点期望路径切线方向速度。因为，rk为期望路径上RP点处的曲率，则式6.0第一项为：对的路径偏移控制，就是控制登高车前后车体相对转向角速度，使实际路径和期望路径的偏差0ye，e0，因此可以得到登高车运动时的路径偏移误差方程.  根据登高车路径偏移误差方程，当控制量为0时，可知e0，ye的平衡点也为0，路径偏移误差方程中第二式为：求解上式可得的平衡点为：对误差控制方程的平衡点进行变换，使系统的平衡点在零点，令新的误差状态变量为，则误差控制方程中的平衡点变为零点，关于y的误差控制方程可以写作： 首先考虑系统在平衡点附近的稳定性，则y在平衡点的雅克比矩阵为：雅克比矩阵在平衡点的特征根为：因此，由线性系统的稳定性判据可知，该路径偏移误差系统是临界稳定的，而这在登高车的路径偏移运动中是不允许的，当系统的参数有微小偏移时，其特征值可能变为复平面右半平面的根，使路径偏移误差的值发散，因此必须设计控制算法对路径偏移误差系统进行控制。

     首先，在设计控制器之前，需要对系统的能控性进行分析，可知由控制方程得对应的向量场为：通过李括号计算，可得到系统的能控性矩阵,ffgdgdLg为非奇异矩阵，因此登高车运动路径偏移误差系统是可控的。 在登高车路径偏移控制中，根据偏移误差模型，控制器设计的主要目标是设计控制量使偏移误差系统的状态误差参数T3,随着时间的推移趋近于平衡点。考虑到在实际工作中，登高车的液压转向机构输出的转向力矩有上限，在转向时，净转向力矩OT为有界值，由转向机构提供的转向角速度也是有上限的值。因此，在路径偏移误差模型中，控制变量需满足上限，则实际的控制输入可以表示为：其中：st为饱和函数，为控制输入，M为控制输入的饱和上限。令xy，T3xsin[yy]，根据控制方程的结构形式，采用反步法设计控制器，为了考虑执行器的输入的饱和现象，引入虚拟状态变量λ和λ，虚拟状态变量和原状态变量的变换如下：其中α为虚拟控制。根据式6.3的误差控制系统，构造关于虚拟状态变量的控制系统方程为：其中，Γ，Γ为正定矩阵，虚拟状态变量λ和λ的初始值。 在的路径偏移控制中，给定初始输入：0，0y，0，0v，0，然后通过抗饱和控制算法求得需要的控制输入；根据求得的控制输入，通过公式计算得到需要提供的输出牵引力kF和转向力矩pT；然后通过登高车的动力学方程得到登高车的速度v和角速度，再通过运动学方程得到应用抗饱和控制调整后的登高车状态参数y，判断登高车的状态参数是否满足控制精度要求，如果不满足控制精度要求，则把登高车的状态参数，y，和角速度重新代入抗饱和控制算法中，求得新一轮的控制输入及登高车状态参数，y，，直至满足控制精度要求。

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     路径偏移控制算法的基本流程， 运动学模型动力学模型kpF,T00v,满足精度否是结束  .登高车路径偏移控制中抗饱和控制算法的收敛性分析为了验证登高车路径偏移控制中抗饱和算法的有效性和收敛性，本章采用仿真分析进行验证，应用Mtl中的Simulink模块建立登高车的路径偏移控制模型，设期望路径为半径0m的圆，则路径的曲率为0.rk，登高车的运动速度为4km/h，设初始时，系统的误差分别为Ty(0)=[0,0,0]，Ty(0)=[0.5,0.,0]，Ty(0)=[0.5,0.,0.]，其中y单位为m，y、3y单位为rd，则在无控制输入时，路径偏移误差曲线随时间变化。无控制时，路径偏移误差曲线随时间变化由图6.6可知，登高车在运动时，在没有控制输入时，登高车路径偏移的误差是不稳定的，误差y和y趋于震荡，只有3y保持初始输入状态。这是因为系统误差雅可比矩阵的特征根是一个零根和一对虚根，这对虚根决定了y和y随时间震荡变化，而零特征根决定了误差保持着初始状态。在路径偏移误差控制方程中加入抗饱和控制算法后，当系统的初始误差为Ty(0)=[0.5,0.5,0.]时，路径偏移误差曲线随时间的变化6.7。0505-0.500.5时时/S误误yyy3图6.7加入控制算法后，路径偏移误差曲线随时间变化由图6.7可以看出，当在路径偏移控制系统中加入抗饱和控制算法后，误差y和3y迅速收敛至稳定，误差y从0.5rd变化到-0.5rd，在0.5s后也快速收敛至稳定。当登高车进行直线运动时，根据误差动力学方程，可知控制系统的误差就是后车体的横向位移ry，后车体的侧偏角r，前车体和后车体的夹角。因此在登高车的直线运动控制中，设系统的初始参数为：，则未加入控制算法时，无控时，直线路径偏移误差随时间变化，当初始状态登高车的运动有微小偏差时，如果不施加控制，即前后车体夹角保持不变，登高车沿y轴方向的横向位移、后车体的侧偏角r随时间逐渐增大；在考虑到执行器饱和的情况下，加入抗饱和控制算法后，可得系统误差随时间变化曲线和所需净转向驱动力矩输出随时间变化曲线、加入抗饱和控制算法后. 当加入了设计的抗饱和控制器之后，通过前后车体转向液压系统控制前后车体相对转向角速度，登高车在运动时，沿y向偏移误差在增加到0.58m后开始收敛，约5s后，偏移误差收敛至0，前后车体夹角、后车体前进方向的偏角r也随时间逐渐收敛至0。初始时净转向力矩值增大，改变前后车体间的相对角速度，快速实现对运动偏移误差的抑制，之后，随着误差的减小净转向力矩值也收敛至0。

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