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公开(公告)号：CN114003030B
公开(公告)日：2023-08-08
申请号：CN202111178307.7
申请日：2021-10-09
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种考虑质心变化的两轮差动移动机器人路径跟踪控制方法，包括：将待控制的两轮差动移动机器人的质心位置参数化并基于参数化的质心位置建立考虑质心变化的两轮差动移动机器人动力学模型；基于动力学模型建立离散化的预测模型并设计优化目标函数；基于优化目标函数确定待控制的两轮差动移动机器人的实际控制输入，实现考虑质心变化的两轮差动移动机器人路径跟踪控制。本发明可以将侧滑纳入考虑，避免两轮差动移动机器人在以较高速度转向时路径跟踪控制的精确性下降，同时解决现有技术在两轮差动移动机器人质心变化时路径跟踪控制无解的问题。
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公开(公告)号：CN114003030A
公开(公告)日：2022-02-01
申请号：CN202111178307.7
申请日：2021-10-09
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种考虑质心变化的两轮差动移动机器人路径跟踪控制方法，包括：将待控制的两轮差动移动机器人的质心位置参数化并基于参数化的质心位置建立考虑质心变化的两轮差动移动机器人动力学模型；基于动力学模型建立离散化的预测模型并设计优化目标函数；基于优化目标函数确定待控制的两轮差动移动机器人的实际控制输入，实现考虑质心变化的两轮差动移动机器人路径跟踪控制。本发明可以将侧滑纳入考虑，避免两轮差动移动机器人在以较高速度转向时路径跟踪控制的精确性下降，同时解决现有技术在两轮差动移动机器人质心变化时路径跟踪控制无解的问题。
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公开(公告)号：CN113954821B
公开(公告)日：2023-05-05
申请号：CN202111285165.4
申请日：2021-11-01
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明提供一种转向和扭矩矢量一体化车辆稳定性控制方法，属于车辆稳定性控制技术领域。所述方法包括：确定轮胎纵向力等效规则，对构建的三自由度车辆动力学模型进行简化，得到车辆动力学等效简化模型，根据得到的车辆动力学等效简化模型和UniTire轮胎模型构建控制器模型；线性化控制器模型，得到线性时变的等效简化控制器模型；构建等效简化控制器模型的一体化MPC车辆稳定性控制器；根据构建的一体化MPC车辆稳定性控制器和车轮旋转动力学模型，对车辆稳定性控制问题进行求解，得到车辆的前轮转角和四个车轮的矢量扭矩，实现车辆的稳定性控制。采用本发明，能够解决现有的一体化车辆稳定性控制方法导致的车辆速度下降、计算负担重、实时性差的问题。
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公开(公告)号：CN115576317A
公开(公告)日：2023-01-06
申请号：CN202211138324.2
申请日：2022-09-19
Applicant: 北京科技大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于神经网络的多预瞄点路径跟踪控制方法及系统，所述方法包括：在车身坐标系中建立基于时变局部模型的非线性模型预测控制器；通过非线性模型预测控制器控制被控对象跟踪一条预设的前方参考路径，并采集前方参考路径信息，生成训练样本；采用预设的神经网络构建路径跟踪控制器，并采用所述训练样本训练所构建的路径跟踪控制器；利用训练好的路径跟踪控制器实现被控对象的路径跟踪控制。本发明方案解决了现有技术无法有效利用前方参考路径信息，在参考路径曲率变化幅度较大时精确性不佳的问题。
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公开(公告)号：CN118567227A
公开(公告)日：2024-08-30
申请号：CN202410583679.5
申请日：2024-05-11
Applicant: 北京科技大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于模型正向迭代预测的约束系统实时控制方法及装置，属于自动控制技术领域，所述方法包括：建立被控对象的离散化预测模型以及非在线优化实时控制器；计算当前控制输入变量并对其进行约束处理，得到约束后的当前控制输入变量；迭代预测时域内状态并计算每一步控制输入变量，以获得多个未来控制输入变量；对获得的多个未来控制输入变量进行加权求和并对其进行约束处理，得到最终的控制输入变量。采用本发明方案，可显式将系统约束纳入考虑、可引入未来的非线性参考状态且无需在线优化求解、具有较高实时性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116736719A
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202310827640.9
申请日：2023-07-06
Applicant: 北京科技大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种基于预设状态空间NMPC的车辆路径跟踪控制方法及系统，涉及无人驾驶车辆的运动控制技术领域，包括：建立预设状态空间NMPC框架，设置实时路径跟踪控制器层，包含若干实时路径跟踪控制器，将车辆的路径信息以及车辆位姿信息输入至实时路径跟踪控制器，解算出可行控制输入；预测模型层根据每一个可行控制输入，预测车辆未来的位姿状态，若干组位姿状态形成状态空间；优化目标函数层，找到状态空间中的位姿状态与参考路径最接近的一组输入传输给被控制车辆，在保障路径跟踪控制精确性的前提下提高路径跟踪控制的实时性。本发明脱胎于传统NMPC控制，但在状态空间方面有很大不同；预测模型和优化目标函数与状态空间的连接部分也做了适应性改进。
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公开(公告)号：CN113635891A
公开(公告)日：2021-11-12
申请号：CN202110882890.3
申请日：2021-08-02
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开了一种一体式平行泊车轨迹规划和跟踪控制方法及系统，该方法包括：搭建车辆运动学模型；基于车辆运动学模型，设计预测模型和泊车系统的约束；设计代价函数，将速度规划、路径规划和跟踪控制整合为一个优化问题，得到服从于预测模型和约束的控制问题描述；采用内点法求解控制问题，得到最优开环控制序列，选取最优开环控制序列中的第一组元素应用于待控制的车辆，实现自动平行泊车。本发明所提供的一体式平行泊车轨迹规划和跟踪控制方案，将速度规划、路径规划和跟踪控制整合为一个优化问题，并进行求解，有效提高了泊车动态过程的安全性和舒适性，简化了自动泊车系统的结构。
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公开(公告)号：CN112904849A
公开(公告)日：2021-06-04
申请号：CN202110064122.7
申请日：2021-01-18
Applicant: 北京科技大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种一体式自动驾驶汽车换道轨迹规划和跟踪控制方法及系统，该方法包括：搭建非线性三自由度汽车动力学模型、非线性三自由度汽车运动学模型和非线性UniTire轮胎模型；设计基于MPC的预测模型和系统约束；设计代价函数与控制问题描述；求解多目标约束优化问题，得到最优开环控制序列，选取最优开环控制序列中的第一组元素应用于待控制的自动驾驶汽车，实现自主换道控制。本发明将速度规划、路径规划和跟踪控制整合为一个优化问题并进行求解，能够保证换道轨迹的最优性，提高极限工况换道的安全性和稳定性，实现动态交通环境中的换道控制，同时简化自动驾驶控制系统的结构。
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公开(公告)号：CN112882474A
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN202110101526.9
申请日：2021-01-26
Applicant: 北京科技大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于时变模型预测控制的一体式无人汽车换道控制方法，包括：搭建汽车动力学模型和运动学模型，UniTire轮胎模型；设计预测模型和系统约束；将速度规划、路径规划和跟踪控制整合为一个优化问题，设计代价函数，并实现服从于预测模型和系统约束的控制问题描述；求解控制问题，得到最优开环控制序列，选取其第一组元素应用于待控制的无人驾驶汽车，实现自主换道控制。本发明将速度规划、路径规划和跟踪控制整合为一个优化控制问题，能够实现动态交通环境中的换道控制，提高无人汽车在极限工况下的控制性能，此外，采用雅克比矩阵对非线性预测模型进行连续线性化处理，设计了基于时变模型的MPC控制器以提高系统的实时性。
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公开(公告)号：CN116227375A
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202211673814.2
申请日：2022-12-26
Applicant: 北京科技大学
IPC: G06F30/28 , B01D17/02 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于粘弹性湍流振荡效应的液滴剥离方法及装置，所述方法包括：设计模拟束缚液滴的几何通道；根据几何通道选择牛顿流体和不同德博拉数的粘弹性流体作为驱替液；通过数值模拟得到不同流体作为驱替液的情况下液滴的剥离情况；基于数值模拟结果得出，调节粘弹性流体的德博拉数超过临界德博拉数，束缚液滴即可被剥离。本发明基于粘弹性湍流振荡效应提出了一种有效的液滴剥离技术，该方法可适用于不同场景下的束缚液滴剥离，不仅节约成本，而且实现方便，有助于液滴操控、聚合物驱油等技术的进一步发展。
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