[发明专利]一种改进的模糊PID的智能汽车自动循迹方法

说明书

本发明公开了一种改进的模糊PID的智能汽车自动循迹方法。本发明的方法是通过智能车的传感器来测量小车在道路的位置，以及偏移道路的远近。当智能车在道路中间时，传感器检测到此时的偏差e为零，当智能车偏离车道越远时，此时的偏差e也就越大。当智能车偏离车道的速度为零时，此时的传感器检测到偏差的变化率ec为零。同理当智能车偏离车道的速度越大时，此时的偏差变化率ec也就越大。当计算出偏差e及偏差的变化率ec时，就可以通过和模糊PID算法结合，算出最终的PID值。本发明比普通的模糊PID算法更精确的且更实时的反应道路的信息。使智能车驾驶更加流畅精确。

技术领域

本发明涉及智能汽车自动驾驶技术领域，具体的说涉及智能汽车自动识别道路、自动循迹的方法，提出一种改进的模糊PID的智能汽车自动循迹方法。

背景技术

以前的智能车自动循迹技术经常采用经典的数字PID算法。随着道路复杂性的加大，现在经常采用模糊PID的方法来检测道路，从而判断道路的复杂性以及判断智能小车偏移道路的大小，通过控制算法将信号输入到单片机。由此控制系统输出打角的值，控制舵机的打角大小，从而控制智能小车自动循迹。

PID调节器结构简单，易于工程技术人员理解和掌握。PID的参数易于调整，在长期的智能车应用中工程技术人员积累了丰富的经验，而且PID控制不需被控对象的精确的数学模型。对大多数被控对象有较好的控制效果。特别在智能车控制过程中，由于控制对象的精确数学模型难以建立，运用现代控制理论分析综合要耗费很大的代价进行模型识别，所以人们常采用PID调节器，并根据经验进行在线整定参数。

在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器是应用最为广泛的一种自动控制器。其原理图如图1所示。

PID算法依其具体实现可分为位置式PID和增量式PID。为了降低计算量及得到稳定的结果，我们使用了增量式PID，故以下主要对增量式PID介绍。

式中：

e(t)为系统偏差,e(t)＝r(t)-c(t)；

Kp为比例系数；Ti为积分时间常数；Td为微分时间常数

实际计算时，需将上式离散化，微分用差分代替，积分用和式代替

如下式：

式中K——采样次数，K＝0,1,2…；r(k)——第k次给定值；

c(k)——第k次实际输出值；u(k)——第K次输出控制量；

e(k)——第k次偏差；e(k-1)——第k-1次偏差；

Kp——比例系数；TI——积分时间常数；

TD——微分时间常数；T——采样周期。

上式可写成：