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龍圖騰網恭喜山東科技大學申請的專利一種基于非線性優化算法的AGV軌跡跟蹤控制方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN119472317B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-27發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510074423.6，技術領域涉及：G05B13/04；該發明授權一種基于非線性優化算法的AGV軌跡跟蹤控制方法是由張煥水;王宏霞;呂傳志設計研發完成，并于2025-01-17向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于非線性優化算法的AGV軌跡跟蹤控制方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種基于非線性優化算法的AGV軌跡跟蹤控制方法，屬于軌跡跟蹤技術領域，包括如下步驟：步驟1、根據AGV在二維平面中的運動學關系建立離散運動模型；步驟2、基于離散運動模型，根據參考軌跡設計AGV的二次損失函數；步驟3、計算所有采樣時刻控制輸入的梯度；步驟4、計算所有采樣時刻控制輸入的海森矩陣；步驟5、設計非線性優化算法并求最優解；步驟6、將最優解的第一個控制輸入轉化為控制指令驅動AGV運行；當AGV在平面坐標系下的位姿發生變化時，重復執行步驟3?步驟5，進而實現AGV的軌跡跟蹤控制。本發明計算效率高且穩定，有助于實現在線實時的高精度AGV軌跡跟蹤。

本發明授權一種基于非線性優化算法的AGV軌跡跟蹤控制方法在權利要求書中公布了：1.一種基于非線性優化算法的AGV軌跡跟蹤控制方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1、根據AGV在二維平面中的運動學關系建立離散運動模型；步驟2、基于離散運動模型，根據參考軌跡設計AGV的二次損失函數；步驟3、計算所有采樣時刻控制輸入的梯度；具體過程為：步驟3.1、記所有采樣時刻k＝0,...,N的控制輸入為X＝[u′0,...,u′N]′，其中，u′0、u′N分別為第0個采樣時刻AGV在平面坐標系下的控制輸入u0的轉置、第N個采樣時刻AGV在平面坐標系下的控制輸入uN的轉置；給定所有采樣時刻k＝0,...,N的控制輸入X的初始迭代值；步驟3.2、執行公式1，得到所有采樣時刻的位姿；步驟3.3、計算所有采樣時刻的協態變量；具體過程為：步驟3.3.1、基于離散運動模型和二次損失函數，定義如下的第一哈密爾頓函數：Hxk,uk,λk+1＝[[xk-xrk]′Q[xk-xrk]+[uk-urk]′R[uk-urk]]+λ′k+1xk+13；其中，H·表示第一哈密爾頓函數；λk+1＝[λ1k+1,λ2k+1,λ3k+1]′表示第k+1個采樣時刻xk+1對應的協態變量；λ1k+1、λ2k+1、λ3k+1分別為第k+1個采樣時刻x1k+1、x2k+1、x3k+1對應的協態變量；xk+1＝[x1k+1,x2k+1,x3k+1]′表示第k+1個采樣時刻AGV在平面坐標系下的位姿；λ′k+1為λk+1的轉置；步驟3.3.2、協態變量λk+1滿足如下的方程： λN+1＝03×15；其中，λk表示第k個采樣時刻xk對應的協態變量；λN+1表示第N+1個采樣時刻xN+1對應的協態變量，此時的協態變量是給定的終端值；xN+1表示第N+1個采樣時刻AGV在平面坐標系下的位姿；03×1表示3維的零向量；步驟3.3.3、執行公式4，得到所有采樣時刻的協態變量；步驟3.4、計算二次損失函數J關于所有采樣時刻控制輸入的梯度，公式如下： 其中，表示二次損失函數J關于所有采樣時刻控制輸入的梯度，該梯度共有M個索引位置，M和N的關系為M＝2N+1；是一個二維行向量，包含兩個元素，分別為梯度的第0個和第1個索引位置的元素；是一個二維行向量，包含兩個元素，分別為梯度的第M-2個和第M-1個索引位置的元素；步驟4、計算所有采樣時刻控制輸入的海森矩陣；具體過程為：步驟4.1、計算所有采樣時刻的正向迭代伴隨狀態和倒向迭代伴隨狀態；具體過程為：步驟4.1.1、定義如下的第二哈密爾頓函數： 其中，H0·為第二哈密爾頓函數；σk+1表示第k+1個采樣時刻xk+1對應的倒向迭代伴隨狀態；ηk表示第k個采樣時刻λk對應的正向迭代伴隨狀態；σ′k+1為σk+1的轉置；η′k為ηk的轉置；取第0個索引位置的元素并記為Φ1x0,u0,λ1；x0、u0、λ1分別為第0個采樣時刻AGV在平面坐標系下的初始位姿、第0個采樣時刻AGV在平面坐標系下的控制輸入、第1個采樣時刻的協態變量；步驟4.1.2、正向迭代伴隨狀態和倒向迭代伴隨狀態分別滿足如下的方程： η0＝σN+1＝03×110；其中，ηk+1表示第k+1個采樣時刻λk+1對應的正向迭代伴隨狀態；σk表示第k個采樣時刻xk對應的倒向迭代伴隨狀態；η0表示第0個采樣時刻λ1對應的正向迭代伴隨狀態，此時的正向迭代伴隨狀態是給定的初始值；σN+1表示第N+1個采樣時刻xN+1對應的倒向迭代伴隨狀態，此時的倒向迭代伴隨狀態是給定的終端值；步驟4.1.3、分別執行公式8和公式9，得到所有采樣時刻k＝0,...,N的正向迭代伴隨狀態和倒向迭代伴隨狀態；步驟4.2、計算海森矩陣第一行元素；具體過程為：執行公式11，得到海森矩陣第一行元素： 其中，表示二次損失函數J關于所有采樣時刻控制輸入的海森矩陣第一行元素，共有M個索引位置；是一個二維行向量，包含兩個元素，分別為海森矩陣第一行的第0個和1個索引位置的元素，是一個二維行向量，包含兩個元素，分別為海森矩陣第一行的第M-2個和第M-1個索引位置的元素；步驟4.3、海森矩陣其他奇數行的元素的計算方式與第一行元素的計算方式相同，計算時，改變公式7第二哈密爾頓函數中的Φ1x0,u0,λ1，每次計算時，x、u、λ括號內的數值依次加一，即依次取下一個元素；海森矩陣偶數行元素的計算方式與第一行元素的計算方式相同，計算時，取第1個索引位置的元素并記為φ2x0,u0,λ1，改變第二哈密爾頓函數中的φ1x0,u0,λ1為Φ2x0,u0,λ1，每次計算時，x、u、λ括號內的數值依次加一，即依次取下一個元素；所有行的元素構成海森矩陣；步驟5、設計非線性優化算法并求最優解；步驟6、將最優解的第一個控制輸入轉化為控制指令驅動AGV運行；當AGV在平面坐標系下的位姿發生變化時，重復執行步驟3-步驟5，進而實現AGV的軌跡跟蹤控制。

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