[发明专利]非完整小车轨迹跟踪控制方法及装置

说明书

本发明公开一种非完整小车轨迹跟踪控制方法及装置，所述方法包括获取小车的非均匀采样误差数据；判断误差数据是否满足积分事件触发条件，所述积分事件触发条件采用Lyapunov函数预先设计；若是则更新控制器的最优控制输入以使控制器控制执行器进行非均匀采样；若否则进行下一次非均匀采样；对控制器进行Zeno分析，确定触发无Zeno现象。通过将积分事件触发与非完整小车的控制相结合，由于积分的存在使得触发间隔时间段更长，降低了通信频率，提高了小车与控制器之间的通信效率，节约了电力资源。

技术领域

本发明涉及轨迹跟踪技术领域，具体涉及一种非完整小车轨迹跟踪控制方法及装置。

背景技术

在假设以常规取样条件下，大多数数字控制系统才主要有周期取样或者时间取样的方法被鼓励操作。随着事件驱动系统的出现，Tabuada对一个更为一般的非线性系统的事件触发设计提出了一种从输入到状态稳定Lyapunov函数的组合。假设一个连续时间反馈控制已被设计，Tabuada提出一种更一般的事件触发条件去维持Lyapunov函数沿着系统轨迹方向下降。这种工作的重要之处在于使用了经典的工具提供一个严格的理论基础对时间驱动系统最为基础的稳定性问题。在Tabuada的理论下，基于事件的策略被应用在线性和非线性系统中。

正如之前提到过的，大多数文献都是以Tabuada的理论为基础的，并且依靠保持Lyapunov函数沿着系统轨迹下降设计事件触发。由于非完整移动小车在快速变化的条件下需要更优控制器和更快的适应能力。理论在实践应用中，非完整移动小车存在如下问题：多变量输入和输出、强耦合性、易受到外部干扰、参数不确定性、高度时变、不能建立精确地非完整移动运动学和动力学数学模型方程并且存在大量的外部扰动。故而系统设计复杂且不稳定。

另外，在非完整移动小车中，通信问题也常常是需要解决的主要问题之一，通信问题造成的原因通常如下：汽车系统都包含几十个，甚至上百个传感器以及几个到十几个驱动器。问题的复杂性源于：通信对象多(并发问题)、顺序需要协调(时序问题)、通信的速率要兼顾(阻塞问题)。导致通信频次高，通信资源存在较大浪费。

相关技术中，专利申请号为202110370188.9的发明专利申请公开了一种基于事件触发机制的移动机器人轨迹跟踪最优控制方法，该方法基于事件触发机制结合最优控制使得系统误差状态为零，利用事件触发的方法更新系统的状态，从而达到系统稳定和节约资源的效果。但仍存在以下问题：

1)该方法虽利用了事件触发，但没有明确的Zeno分析，设计的控制器不一定能达到节约资源的效果；

2)该方法用到的Lyapunov函数需要其导数为零，证明方法比较苛刻，有时很难寻找到符合要求的Lyapunov函数。

IET Control TheoryApplications上于2015年4月19日刊登额名称为Integral-based event-triggered control scheme for a general class of non-linearsystems的论文所公开的非线性网络化系统比之前的系统的应用范围更广，Lyapunov函数的导数不需要严格的为负也能达到控制系统渐进稳定的效果，给出了严格的证明显示出所提出的设计系统比传统的方法更有效率。但仍存在以下问题：

1)随机输入具有很多偶然性，使得系统不必要的浪费；

2)没有与具体实物结合，不能更好的在实践系统中利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何节省系统资源，避免系统资源浪费。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

第一方面，本发明实际上提供了一种非完整小车轨迹跟踪控制方法，所述方法包括：

获取所述小车的非均匀采样误差数据，所述误差数据包括线速度误差和角速度误差；