以下(xià)是一些對AGV小車係統(tǒng)非線性模型進行線性化處理的方法:
運動學(xué)模型線性化
基於(yú)阿克(kè)曼轉(zhuǎn)向理論的線性化:在無人車或(huò)AGV小車的運動學模型中,原始的非線性模型可以通過(guò)阿克曼轉向理論(lùn)進行線性(xìng)化。這種方法將(jiāng)車(chē)輛的轉向角(jiǎo)度與(yǔ)車輛(liàng)的橫向和縱向運動聯係起來,通過近似和(hé)簡化,將非線(xiàn)性的運(yùn)動學方程轉化為線性形式,以便於控(kòng)製器的設(shè)計和分析。
二自由度平(píng)麵運動模型的線性化:對(duì)於AGV小車的二自由度平麵運動模型,包括橫(héng)向運動和偏航運動,可以對輪胎進行線性化處理(lǐ),得到AGV小車的動力模型。這種線性化通常涉(shè)及到對車輛動力學的簡化,例如假設車輛的(de)速度和轉向角度變化較小,從而可以將非線性的動力(lì)學方程(chéng)近(jìn)似為線(xiàn)性方程。
控製算法中的線性化
線性自抗擾控製(LADRC):在AGV小(xiǎo)車的軌跡跟蹤問題中,可(kě)以通(tōng)過將(jiāng)多入多出的非線性運動學(xué)係統解耦為多個單入單出的線(xiàn)性係統,然後設計(jì)基於線性自抗擾控製的軌跡跟蹤控製器。這種方法通過對非(fēi)線性係統的(de)解耦和線性化,提高了係(xì)統的(de)穩定性和跟蹤精度。
模型預測控製(MPC):MPC算法通過在每個(gè)采樣時刻求解一個有限時域的優(yōu)化問題來預測(cè)係(xì)統的未來行為。在AGV小車係統中,MPC可以用於處理非線性的動力學和約束條件,通過(guò)將非線性(xìng)模型在每個采樣時刻(kè)進行線性化(huà),然後求解線性的(de)優化問題(tí),從而實現對AGV小車的(de)軌跡(jì)跟蹤和控(kòng)製。
傳(chuán)感器融合與線性化
卡(kǎ)爾曼濾波器的應用:當AGV小車係(xì)統存在非線性特性時,卡爾曼濾波(bō)器可以用於對傳感器數據進行融合和線性化處理。通過將非線(xiàn)性的觀測模型和運動模(mó)型進行線性化,卡爾曼濾波器可以(yǐ)有效地估計AGV小車的狀態,提高係統(tǒng)的魯(lǔ)棒性和(hé)精度。
多(duō)傳感器融合:AGV小車係統通常配備多種傳(chuán)感器,如激光雷達、視覺傳(chuán)感器、慣性測量單元等。通過將這些傳(chuán)感器的數據進行(háng)融合,可以提高係統對環境的感知能力和定位精度。在融合(hé)過程中,通常需要對傳感器數(shù)據(jù)進行(háng)線性化處理,以便於進行數據融合和狀態估計。
實際應用中的簡化與線性化
港口多載AGV小車調度模(mó)型:在港(gǎng)口多載AGV小車的調度(dù)問題(tí)中,通過將非線性的調度模型轉化為混合整數線性規劃(MILP)模(mó)型,可以有效地求解AGV小車的任務分配和路徑規劃問題。這種(zhǒng)方法通過對(duì)AGV的運動和任務約束進行線性化,提高了求解效率和係統的可擴展性。
實際場景中的近似處理(lǐ):在(zài)實際的AGV小車應用場景(jǐng)中,為了簡化模型和提高計算效率,常常需要對非(fēi)線性的環境和任務進行近(jìn)似處理。例(lì)如,在物流(liú)倉庫中,AGV小(xiǎo)車的路徑規劃可以通過將倉庫(kù)環(huán)境劃分(fèn)為多個線性區域,然後在每個區域內進行線性的路徑規劃和控製。