基于自動駕駛汽車路徑跟蹤的分數階極值搜索控制算法

基于自動駕駛汽車路徑跟蹤的分數階極值搜索控制算法

近年來，人們正在致力于車輛路徑跟蹤算法和控制器的設計。提出了一種自動駕駛汽車路徑跟蹤的分數階極值搜索控制（ESC）算法，該控制算法利用分數階極值尋求控制器（FO-ESC）來控制自動駕駛汽車，以解決自動駕駛汽車的路徑跟蹤問題。

ESC算法是一種快速自適應優化算法，該算法是利用目標函數設計出狀態量極值參考軌跡，它主要由兩部分組成：（1）包括未知參數的目標函數；（2）逼近變化方向的梯度估計器以及最大化/最小化目標函數的優化器。考慮到該算法的組成，通過在梯度估計器和優化器中采用分數階濾波器，整數階積分器中的運算符被分數階運算符替代，這樣，可以使濾波器的階數變化是小數，這樣就構建了分數階ESC算法。

該算法為車輛系統引入了分數階濾波器，將該算法應用到自動駕駛汽車模型中，通過采用Matlab/Simlink仿真軟件進行仿真。仿真結果表明，與整數階ESC算法相比，在控制算法中加入分數階濾波器，不僅可以提高ESC算法的收斂速度，而且在極值附近有著更小的穩態誤差。因此所提出的分數階ESC算法，具有巨大的潛在優勢，能夠很好地幫助自動駕駛汽車進行路徑跟蹤。

Soodeh Dadrasetal.SAE 2017-01-0094.

編譯：馮達