基于滑模理论的轨迹跟踪横向控制研究

基于滑模理论的轨迹跟踪横向控制研究摘要本文以滑模理论为基础，研究了轨迹跟踪横向控制。首先，介绍了滑模控制的基本概念和原理，接着，探讨了滑模控制在轨迹跟踪应用中的优势，并对滑模变结构控制理论进行了深入的

基于滑模理论的轨迹跟踪横向控制研究 摘要 本文以滑模理论为基础，研究了轨迹跟踪横向控制。首先，介绍了滑模控制的基本概 念和原理，接着，探讨了滑模控制在轨迹跟踪应用中的优势，并对滑模变结构控制理 论进行了深入的研究。最后，通过仿真结果验证了本文所提出的方法的有效性。 关键词：滑模理论；轨迹跟踪；横向控制；滑模变结构控制 一、引言 随着自动驾驶技术的发展，轨迹跟踪一直是自动驾驶研究的重点之一。为了使自动驾 驶车辆能够沿着给定的轨迹行驶，必须对车辆进行精确的横向控制。目前，常见的横 PID 向控制方法有控制、模糊控制和滑模控制等。相对于其他方法，滑模控制具有鲁 棒性强、适应性好和误差收敛速度快等优点，因此在轨迹跟踪中得到了广泛应用。 二、滑模控制基础 滑模控制是一种非线性控制方法，其核心思想是在系统输出与参考输入之间引入误 xu 差，通过引入滑模面来实现系统控制。具体来说，设系统状态为，控制量为，系统 f(x,u)yS 动态方程为，系统输出为，滑模面为，那么滑模控制的步骤如下： 1Se=y-yd （）选择合适的滑模面，使得系统误差在滑模面内部收敛。 2 （）设立滑模控制定律，使得系统状态在滑模面上以一定速率向着滑模面内收敛。 3e （）在系统的整个过程中，保持滑模面上的状态不发生变化，使得误差始终保持在 滑模面内。 三、滑模控制在轨迹跟踪中的应用 在轨迹跟踪应用中，滑模控制具有以下优势： 1 （）对系统参数不敏感，具有良好的鲁棒性。 2 （）具有快速的误差收敛速度。 3 （）适用于非线性系统。 基于滑模控制的轨迹跟踪方法分为两种，一种是基于单一滑模面的滑模控制，另一种 是基于多滑模面的滑模控制。基于单一滑模面的滑模控制方法适用于线性系统，其优