标题 "Progress-Optimal-Lane-Tracking-and-obstacle-avoidance-via-MPC" 提到的是一个使用模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)来实现最佳车道追踪和避障的技术。这一技术主要应用于自动驾驶系统,确保车辆在行驶过程中能够准确地沿着预定的车道线行驶,并且能有效规避道路上的障碍物。 描述中提到,该方法结合了模型预测控制与轮廓控制。模型预测控制是一种先进的控制策略,它基于系统模型对未来的一段时间进行预测,然后优化一系列控制决策,以达到期望的性能指标。在这种情况下,系统模型可能包括车辆的动力学模型,如车辆的位置、速度、转向角等状态的动态关系。 轮廓控制则涉及到如何使车辆按照设定的路径,即车道线,进行精确的轨迹跟踪。这通常需要对车辆的横向和纵向运动进行精确控制,以确保其始终保持在车道中央或按照预定的曲线行驶。 在实际应用中,MPC首先会对车辆的未来状态进行多次预测,考虑到各种可能的行驶条件和障碍物的存在。接着,它会根据这些预测结果,计算出一系列的控制输入,如转向角和加速度,以最小化偏离车道线的误差并避免与障碍物发生碰撞。这个过程是一个优化问题,通常通过高效的优化算法来求解。 标签 "MATLAB" 暗示了这个项目可能是用MATLAB语言进行开发的。MATLAB是一种广泛用于数学计算、数据分析和算法开发的环境,尤其适合进行控制系统的设计和仿真。在这里,它可能被用来建立车辆动力学模型,编写MPC算法,以及进行系统性能的模拟测试。 压缩包中的文件名 "Progress-Optimal-Lane-Tracking-and-obstacle-avoidance-via-MPC-master" 表明这是一个完整的项目源代码库,可能包含了MATLAB代码、数据文件、配置文件等。用户可能需要下载这个压缩包,解压后在MATLAB环境中运行代码,以观察或进一步改进这个车道追踪和避障系统。 这个项目涉及了自动驾驶领域的核心问题——精确的轨迹跟踪和安全的障碍物避让,利用了模型预测控制这一高级控制策略,以及MATLAB作为实现工具。对于想要深入理解自动驾驶系统或者研究MPC算法的学者和工程师来说,这是一个非常有价值的研究资源。
2025-09-09 14:46:18 8KB MATLAB
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基于AES主动紧急转向与避障系统的多模型控制算法研究与应用,基于五次多项式PID控制和MPC模型的AES主动转向避障系统介绍,AES-自动紧急转向 AES 主动转向 紧急转向 避障系统 转向避障 五次多项式 PID控制 纯跟踪控制 MPC控制 模型预测 车辆行驶过程中,利用主动转向的方式躲避前方障碍物。 主要利用安全距离进行判断,并利用各种控制算法模型进行车辆转向控制。 所有资料包括: 1、相关问题的文档分析 2、simulink模型和carsim模型(simulink为2021b carsim为2019) 3、可代转simulink版本(文件中有一个转的2018a版本) 4、均包含simulink文件和cpar文件 ,AES主动转向;紧急转向;避障系统;转向避障;五次多项式;PID控制;纯跟踪控制;MPC控制;模型预测;文档分析;simulink模型;carsim模型;可代转simulink版本。,基于主动转向技术的车辆避障系统研究:多算法控制模型预测与仿真分析
2025-09-05 10:30:28 5.05MB kind
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内容概要:本文探讨了基于模型预测控制(MPC)的燃料电池-动力电池混合动力汽车(FCHV)能量管理策略。研究对象为FCHV,重点在于在预测域内车速已知的情况下,构建最优控制问题并采用动态规划和PMP(庞加莱-莫尔森原理)求解方法,以获得最优的燃料电池输出功率。通过这两种方法,可以在不同车速和能源需求条件下,实现高效的能源分配,提升能源利用效率,延长续航里程,并减少排放。 适合人群:从事新能源汽车研究的技术人员、高校相关专业师生以及对混合动力汽车能量管理感兴趣的科研工作者。 使用场景及目标:适用于研究和开发燃料电池混合动力汽车能量管理系统,旨在提高车辆的能源利用效率和续航能力,同时减少环境污染。 其他说明:本文不仅介绍了具体的求解方法和技术细节,还对未来的研究方向进行了展望,强调了绿色出行和可持续发展的意义。
2025-08-25 21:36:29 177KB
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matlab 1.1. 优点 可以处理MIMO,而PID只能处理SISO,虽然可以使用多个PID控制多个变量,但当变量之间存在耦合时,PID参数的调节会很困难; 可以处理约束条件,由于模型预测控制是通过构建优化问题来求解控制器的动作的,所以可以非常自然的将这些约束建立在优化问题中以此来保证这些约束的满足。; 使用了未来的预测信息。 1.2. 缺点 要求强大的计算力,因为在每一个时间步都需要求解优化问题。 . 加快MPC运行速度的方法 模型降阶(Model Order Reduction) 舍弃对系统动力学没有贡献的状态量 缩短预测区间和控制区间 减少约束的数量 使用更低的数据精度 使用显式MPC(Explicit MPC):通过离线预计算最优解,来大大减少运行时间 使用次优解 适用人群:学习不同技术领域的小白或进阶学习者;可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。
2025-08-22 14:54:42 7.69MB matlab MPC 预测控制
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内容概要:本文详细介绍了利用Carsim和Simulink联合仿真平台,验证并优化MPC(模型预测控制)在主动悬架系统中的应用。首先阐述了MPC的基本原理及其在处理多约束和多目标优化问题方面的优势。接着,通过在Simulink中编写MPC控制算法的mfunction代码,并结合Carsim的真实动力学模型,进行了C级路面的仿真测试。文中还展示了如何通过对比主被动悬架的性能指标(如簧载质量加速度、侧倾角速度、俯仰角速度等),来评估MPC控制器的有效性。最后,提供了Matlab代码和画图代码,帮助更直观地分析MPC控制算法的表现。 适合人群:从事汽车工程、控制系统研究的专业人士,尤其是对主动悬架系统和MPC控制算法感兴趣的科研人员和技术开发者。 使用场景及目标:适用于希望深入了解MPC在主动悬架系统中应用的研究人员,旨在验证MPC控制效果,优化车辆的乘坐舒适性和行驶稳定性。 其他说明:文中不仅提供了详细的建模过程和算法原理,还包括具体的代码实现和使用说明,便于读者快速上手并应用于实际项目中。
2025-08-22 10:15:43 4.73MB
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储能利用MPC模型对风电与光伏功率波动的控制:平抑效果与SOC变化可视化Matlab程序,储能利用MPC模型平抑风电光伏功率波动:Matlab程序实现与结果分析,储能利用模型预测控制(MPC)平抑风电 光伏功率波动Matlab程序(只能实现平抑波动,出图包括储能充放电曲线,平抑前后功率对比,SOC状态变化) ,核心关键词:储能利用;模型预测控制(MPC);平抑风电光伏功率波动;Matlab程序;充放电曲线;功率对比;SOC状态变化。,Matlab程序:基于MPC的储能系统平抑风电光伏功率波动,展示充放电曲线与SOC变化
2025-08-07 21:47:53 1.54MB paas
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在自动控制领域,模型预测控制(Model Predictive Control,简称MPC)是一种广泛应用于工业过程控制的方法。它利用数学模型预测未来一段时间内的系统行为,并通过优化计算,确定在预测时间范围内应该采取的控制动作。由于MPC能够直接处理系统的约束条件,因此特别适合于多变量、多约束、以及动态响应复杂的过程控制。 文章的标题指出了采用了一种改进的基于解耦结构的状态空间MPC设计,具有改进的性能。解耦控制是指在多变量控制系统中,为了消除各个控制变量之间的相互影响,而采取的控制策略。这通常涉及到对系统模型进行处理,使得各个控制回路之间相互独立,从而简化控制结构,提高控制品质。在多变量过程中,零极点取消是一个常见问题,它可能影响系统的控制性能和稳定性。 文章内容提到了传统的状态空间MPC存在一些问题,例如观测器动态通常假定要比反馈控制器快,这在实际中可能导致数值计算上的困难。此外,还提到了模型预测控制的发展历程,从有限脉冲响应(Finite Impulse Response,FIR)或阶跃响应模型为基础的MPC(如动态矩阵控制 Dynamic Matrix Control, DMC),到传递函数模型为基础的MPC(如广义预测控制 Generalized Predictive Control, GPC),以及最近的状态空间模型为基础的MPC(State Space Model based MPC, SSMPC),后者近年来受到了显著的研究关注。 文章提出了一种新的改进的解耦结构,它避免了零极点取消问题,并通过调节额外的参数确保了可行性。在此基础上,文章进一步提出了一种单输入-单输出(SISO)设计的模型预测控制,它采用了一种新的状态空间实现方法,用于提高控制性能。通过这种新的设计模型,可以直接考虑过程状态变量的动态特性。文章还分析了所提出的解耦器性质、闭环控制性能、与传统状态空间MPC的关系以及鲁棒稳定性问题。 为了评价所提出的MPC设计的有效性,作者通过与近期文献中典型的过程进行比较,评估了该设计的效率,与一种典型的非最小状态空间MPC进行了对比。 文章最后提到,该研究得到了如下支持:杭州电子科技大学信息与控制研究所、香港科技大学化学与生物分子工程系。文章中还给出了有关文章历史的信息,如接收日期、修订日期和接受日期,以及关键字包括模型预测控制、状态空间模型、闭环控制性能和离散时间过程等。 本研究论文强调了在多变量控制系统中使用改进的解耦结构和状态空间MPC设计的重要性。通过这种设计,能够有效避免一些传统MPC在实施过程中遇到的困难,如零极点取消、控制可行性问题以及数值计算难题,并通过新设计的模型直接考虑过程状态变量的动态特性,从而提高整个控制系统的性能和稳定性。通过对典型过程的研究,这一新的MPC设计在实际应用中的效果得到了验证,这将有助于未来在工业过程控制等领域中的应用推广。
2025-08-07 17:05:08 1.13MB 研究论文
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内容概要:本文详细探讨了模型预测控制(MPC)在混合动力汽车能量管理中的应用。首先介绍了车速预测模型,如BP神经网络和RBF神经网络,用于预测未来的车速信息。接着讨论了动态规划(DP)算法与MPC的结合,实现了基于预测的优化控制策略。通过逆向迭代和正向求解的方法,能够在预测时域内找到局部最优解,从而提高燃油经济性和能量利用效率。此外,还提到了在线预测的魅力,即将预测模型与MPC结合,实现接近实时的最优能量管理。文中提供了大量伪代码示例,展示了具体的实现过程和技术细节。 适合人群:从事混合动力汽车研究的技术人员、高校师生及相关领域的研究人员。 使用场景及目标:适用于希望深入了解混合动力汽车能量管理策略优化的研究者,旨在通过MPC和DP的结合,提升车辆的燃油经济性和能量利用效率。 其他说明:文章不仅提供了理论分析,还包括了大量的代码示例,有助于读者更好地理解和实践。同时,作者分享了一些个人经验,如状态离散化策略、遗传算法优化BP神经网络等,进一步丰富了内容。
2025-07-26 14:29:48 1.47MB
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三相模型预测控制逆变器(650V直流侧电压)的电压电流双环控制策略研究——基于Matlab Function的PI+MPC算法实现,三相模型预测控制MPC逆变器:650v直流侧电压的dq坐标系控制策略实现,三相模型预测控制(MPC)逆变器,直流侧电压为650v,在dq坐标系下进行控制,电压外环采用PI算法,电流内环采用模型预测控制算法,通过matlab function实现,输出参考电压值可调。 ,核心关键词:三相模型预测控制(MPC)逆变器;直流侧电压650v;dq坐标系控制;PI算法;电流内环模型预测控制算法;Matlab function;输出参考电压值可调。,基于MPC算法的650V逆变器控制策略研究
2025-07-21 15:35:52 294KB 数据结构
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三相模型预测控制逆变器:650V直流侧电压在dq坐标系下的控制策略,PI算法与MPC算法结合实现可调参考电压输出,三相模型预测控制逆变器:650V直流侧电压在dq坐标系下的控制策略,PI算法与MPC算法结合实现可调参考电压输出,三相模型预测控制(MPC)逆变器,直流侧电压为650v,在dq坐标系下进行控制,电压外环采用PI算法,电流内环采用模型预测控制算法,通过matlab function实现,输出参考电压值可调。 ,三相模型预测控制(MPC)逆变器; 直流侧电压650v; dq坐标系控制; 电压外环PI算法; 电流内环模型预测控制算法; Matlab function实现; 输出参考电压值可调,三相模型预测控制逆变器:PI+MPC控制算法下的电压电流管理
2025-07-21 15:33:16 3.52MB paas
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