四轮转向系统LQR控制与路径跟踪仿真的研究,基于四轮转向与LQR控制的路径跟踪仿真研究,四轮转向&LQR控制路径跟踪仿真 Simulink和Carsim联合仿真,横向控制为前馈+反馈lqr,纵向为位置-速度双PID控制 以前轮转角,后轮转角为控制量,误差为状态量,使用LQR求解出最优值,减小误差。 下图为Simulink模型截图,跟踪效果,前后轮转角,前轮转向&四轮转向对比误差等 提供模型文件,包含 ,四轮转向; LQR控制; 路径跟踪仿真; 联合仿真; 前馈+反馈LQR控制; 前后轮转角控制; 状态量误差; 模型文件,四轮转向LQR控制路径跟踪仿真模型
2025-04-28 00:02:33 1.04MB kind
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carsim与Simulink联合仿真:轨迹跟随与车道保持功能下的横向控制及多点预瞄算法实战指南,carsim与Simulink联合仿真:轨迹跟随与车道保持技术,横向控制及多点预瞄算法实践指南,carsim与simulink联合仿真(6)——轨迹跟随,车道保持,横向控制,多点预瞄算法 提供carsim的cpar文件导入即可使用 提供simulink的mdl模型文件支持自己修改 提供模型说明文件 ,联合仿真; 轨迹跟随; 车道保持; 横向控制; 多点预瞄算法; cpar文件导入; mdl模型文件; 模型说明文件,《Carsim与Simulink联合仿真(六):实现轨迹跟随与车道保持》
2025-04-26 05:19:49 751KB
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内容概要:本文详细介绍了在Carsim和Simulink联合仿真环境中,利用线性二次型调节器(LQR)算法进行自动驾驶车辆横向控制的方法和技术细节。首先,通过MATLAB函数实现了LQR的设计,重点讨论了状态方程和二次型代价函数的应用,特别是针对不同车速条件下的时变处理。接着,文章深入探讨了状态变量的选择、权重矩阵Q和R的配置以及速率限制器的设置,强调了这些因素对控制系统性能的影响。此外,还提到了一些调试技巧和常见问题的解决方案,如数值稳定性和模型线性化。最后,通过多个实际案例展示了LQR算法的有效性和优越性,特别是在高速变道和紧急情况下的表现。 适合人群:从事自动驾驶研究的技术人员、汽车工程领域的研究人员、对控制理论感兴趣的高级工程师。 使用场景及目标:适用于希望深入了解自动驾驶横向控制原理的研究人员和技术开发者,旨在帮助他们掌握LQR算法的具体实现方法,提高车辆路径跟踪的精确度和平顺性。 其他说明:文中提供了大量MATLAB代码片段和调试建议,有助于读者更好地理解和应用所介绍的技术。同时,文章还分享了一些实战经验和教训,为相关项目的实施提供宝贵的参考。
2025-04-25 11:18:42 738KB LQR算法
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自动驾驶控制技术:基于PID&LQR控制路径跟踪的Simulink与Carsim联合仿真研究报告,自动驾驶控制:基于PID&LQR控制路径跟踪的Simulink与Carsim联合仿真研究报告,自动驾驶控制-PID&LQR控制路径跟踪仿真 Simulink和Carsim联合仿真,横向控制为前馈+反馈lqr,纵向为位置-速度双PID控制 对于减小误差,可以联合后轮转向 四轮转向算法(小店中有) 下图为Simulink模型截图,跟踪效果,误差等 提供模型文件,包含, ,核心关键词: 1. 自动驾驶控制 2. PID控制 3. LQR控制 4. 路径跟踪仿真 5. Simulink联合仿真 6. Carsim联合仿真 7. 前馈+反馈LQR横向控制 8. 位置-速度双PID控制 9. 减小误差 10. 四轮转向算法 以上关键词用分号分隔为:自动驾驶控制; PID控制; LQR控制; 路径跟踪仿真; Simulink联合仿真; Carsim联合仿真; 前馈+反馈LQR横向控制; 位置-速度双PID控制; 减小误差; 四轮转向算法。,自动驾控仿真的PID&LQR联合控制路径跟踪研究
2025-04-25 11:10:55 1.27MB
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基于容积卡尔曼滤波(CubatureKalmam Filter, CKF)的车辆状态观测器 Carsim与Simulink联合 可生成C代码 ?CKF算法使用子函数形式编程,在定义好状态方程和观测方程的前提下,可以方便的进行二次开发 可估计车辆纵向车速,质心侧偏角(或侧向车速,默认发质心侧偏角),横摆角速度和四个车轮侧向力(效果见图) Carsim2018 兼容Carsim2019 带有详细注释和说明文档 Carsim与Simulink联合估计难度与单纯的Simulink模型估计难度不同 用Carsim做状态估计的难度在于carsim的车辆模型完全是黑箱状态,为了获得较好的估计结果需要不断的调整车辆模型参数 估计的参数较多也增加了估计难度,比如估计侧向车速需要用到轮胎侧向力,但轮胎侧向力也是需要通过估计获得的,这样就会存在误差的累积,因此估计的参数越多难度越大
2025-04-22 14:56:05 700KB
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轨迹跟踪CarSimMATLAB联合仿真模型预测控制横纵向协同控制 【打包文件包括】 -CarSim车型文件.cpar -MPC车速跟踪算法MPC_LongControl_Dyn_Alg.m -MPC横向路径跟踪算法MPC_LateralControl_Dyn_Alg_DLC3888.m -Simulink系统文件MPC_LateralControl_Dyn.slx -自己录制的CarSimMATLAB联合仿真一步步操作流程 在现代汽车系统中,轨迹跟踪作为一项关键技术,它的目的是使汽车能够按照预定的路径精确行驶。为了达到这一目的,研究人员和工程师们开发了多种技术手段,其中模型预测控制(MPC)与横纵向协同控制策略,已经成为了实现精确轨迹跟踪的重要方法之一。 模型预测控制(MPC)是一种先进的控制策略,它能够处理系统的多变量和时间延迟特性,并且能够考虑未来一段时间内的系统行为和约束条件,通过优化计算出当前时刻的最优控制策略。在汽车轨迹跟踪的应用中,MPC通过构建车辆运动模型,可以预测未来一段时间内车辆的行驶状态,并实时调整车辆的横纵向控制输入,以最小化与预设轨迹之间的偏差。 当MPC与其他控制策略结合,特别是横纵向协同控制时,可以实现对车辆横纵向运动的综合控制。横纵向协同控制是指同时对车辆的横向和纵向运动进行控制,以实现更为复杂的行驶任务。例如,在需要变道超车或者在狭窄道路上行驶时,车辆不仅要控制自身的纵向速度,还要控制横向位置,确保行驶的安全性和舒适性。 在实现轨迹跟踪的联合仿真中,CarSim和MATLAB/Simulink是两种常用的工具。CarSim是一个专业的汽车动力学仿真软件,它能够提供精确的车辆模型和复杂场景设置。而MATLAB/Simulink则是一个强大的仿真平台,它支持复杂的算法开发和系统级仿真。通过将CarSim与MATLAB/Simulink联合使用,研究人员可以在更加真实的环境下测试和验证轨迹跟踪控制策略,同时利用MATLAB强大的计算和优化能力,为车辆控制策略的开发提供强有力的工具支持。 在本次提供的压缩包文件中,包含了多个关键组件,如CarSim车型文件(.cpar)、MPC车速跟踪算法(MPC_LongControl_Dyn_Alg.m)、MPC横向路径跟踪算法(MPC_LateralControl_Dyn_Alg_DLC3888.m)、Simulink系统文件(MPC_LateralControl_Dyn.slx)以及相关的操作流程文档。这些文件为研究者们提供了完整的仿真环境和算法实现,使得他们可以模拟出复杂的道路情况,验证和改进轨迹跟踪算法。 此外,压缩包中还包含了一些文本和图片文件,这些文件可能是对于联合仿真模型预测控制横纵向协同控制的详细解析或案例分析,以及相关操作流程的可视化表达。这些内容对于理解联合仿真环境中的控制策略,以及如何操作仿真工具,进行仿真实验具有重要的指导意义。 轨迹跟踪技术的发展对于提升汽车安全性和舒适性具有重要意义。通过模型预测控制和横纵向协同控制策略,可以实现更为复杂和精确的车辆轨迹跟踪。而CarSim与MATLAB/Simulink的联合仿真为这一技术的发展提供了强有力的支撑,使得研究人员能够在更加接近实际环境的条件下测试和验证相关控制算法。而通过本次提供的压缩包文件,我们可以进一步探索和学习如何应用这些先进的技术和工具来提升轨迹跟踪的能力。
2025-04-10 20:53:32 828KB
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人工势场法换道避撞与MPC模型预测控制联合仿真研究:轨迹规划与跟踪误差分析,人工势场法道主动避撞加mpc模型预测控制,carsim和simulink联合仿真,有规划和控制轨迹对比图。 跟踪误差良好,可以作为学习人工势场方法在自动驾驶汽车轨迹规划上的应用资料。 ,核心关键词:人工势场法; 换道; 主动避撞; MPC模型预测控制; Carsim和Simulink联合仿真; 规划; 控制轨迹对比图; 跟踪误差。,"人工势场法与MPC模型预测控制联合仿真:自动驾驶汽车换道避撞策略研究" 在自动驾驶汽车技术的开发中,轨迹规划与控制是确保车辆安全、平稳运行的核心技术之一。人工势场法作为一种启发式方法,在轨迹规划上有着广泛的应用。通过模拟物理世界中的力场效应,人工势场法能够在复杂的驾驶环境中为自动驾驶车辆提供一条避开障碍物、实现平滑换道和避撞的路径。这种方法通过对势场的计算,指导车辆避开高势能区域,从而找到一条低势能的最优路径。 MPC(Model Predictive Control,模型预测控制)是一种先进的控制策略,它通过建立车辆的动态模型并预测未来一段时间内的车辆状态,从而实现对未来控制动作的优化。在自动驾驶领域,MPC能够结合车辆当前状态、未来期望状态以及约束条件(如速度、加速度限制等),实时地计算出最优的控制输入序列,以达到预定的行驶目标。 当人工势场法与MPC模型预测控制相结合时,不仅可以实现复杂的轨迹规划,还可以通过MPC的预测能力提升轨迹的跟踪性能。这种联合仿真研究,利用Carsim软件进行车辆动力学模型的建模和仿真,再通过Simulink进行控制策略的实现和验证,能够有效地分析轨迹规划与控制的性能,尤其是跟踪误差。 在本次研究中,通过Carsim和Simulink的联合仿真,可以清晰地展示出规划轨迹与控制轨迹之间的对比。这种对比有助于直观地评估控制策略的优劣,并为自动驾驶汽车的进一步开发提供指导。研究中提到的跟踪误差良好,说明了联合使用人工势场法和MPC模型预测控制能够有效地降低误差,提高轨迹跟踪的精确度。 本研究不仅在技术上取得了进展,同时也为学习和理解人工势场方法在自动驾驶汽车轨迹规划上的应用提供了宝贵的资料。通过对人工势场法的理解和掌握,工程师和研究人员可以更好地设计出符合实际需求的自动驾驶系统。而MPC模型预测控制的引入,则进一步提升了系统的智能化水平,使得自动驾驶汽车能够在更复杂的交通环境中安全、高效地行驶。 人工势场法与MPC模型预测控制的联合应用,为自动驾驶汽车的轨迹规划与控制提供了一种新的思路和技术路线。这种结合不仅优化了路径选择,还提高了控制精度,为自动驾驶汽车的商业化落地奠定了坚实的技术基础。
2025-04-09 20:03:48 101KB paas
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【基于MPC单步垂直泊车的自动泊车系统:Carsim与Matlab联合仿真及持续优化版本】,MPC单步垂直泊车技术:Carsim与Matlab联合仿真下的自动泊车模型预测控制优化与实践,【5.MPC单步垂直泊车】APA 单步垂直泊车 模型预测MPC 自动泊车Carsim与Matlab联合仿真 后期会继续迭代更新的版本 包含垂直路径数据点(只有路径点)和MPC控制算法 后可以有参考模型,全部开源,入群后,可在群里提问,会。 后期不断优化。 1.Carsim2019 2020场景及车辆配置文件 2.Simulink文件包含stateflow纵向逻辑控制 3.MPC横向控制算法文件 4.垂直路径点处理.m 5.群里 6.跟踪误差等数据分析画图脚本 ,核心关键词: MPC单步垂直泊车; APA; 模型预测MPC; 自动泊车; Carsim与Matlab联合仿真; 垂直路径数据点; MPC控制算法; 后期优化; Carsim2019/2020场景; 车辆配置文件; Simulink文件; stateflow纵向逻辑控制; MPC横向控制算法文件; 垂直路径点处理; 群里; 跟踪误差数据分析画
2025-04-07 14:28:02 436KB 数据仓库
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模糊PID与Carsim联合仿真下的ABS防抱死制动系统:优化制动性能与稳定控制,ABS模糊Pid联合仿真:Carsim与Matlab Simulink协同实现高效制动控制,优化滑移率,稳定轮速,提升制动性能,ABS 防抱死制动系统———模糊Pid Carsim与matlab simulink联合仿真,相较于单独使用simulink仿真更加可靠 (Carsim2019,Matlab2018a) 控制目标为控制车轮的滑移率在最优滑移率附近,使制动时车轮不抱死并且获得较好的制动性能。 控制方式为模糊PID控制器(附带模糊控制器设置代码,帮你入门模糊控制),输入为实际滑移率与最优滑移率的偏差,输出为制动压力调节信号。 相比于PID控制器、逻辑门限值制动效果较好,轮速没有那么多抖动,较为稳定(视频中黑车为Pid控制器,蓝绿色的车是逻辑门限值的,其中黑车的制动距离明显较短)。 说明文档和模型注释说明。 同时欢迎一起交流ABS相关问题。 ,关键词: 1. ABS防抱死制动系统 2. 模糊PID 3. Carsim与matlab simulink联合仿真 4. 控制目标:控制车轮滑移率 5. 制动
2025-04-06 22:35:55 2.13MB edge
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基于二阶自抗扰ADRC和MPC的路径跟踪控制,使用ADRC对前轮转角进行补偿,对车辆的不确定性和外界干扰具有一定抗干扰性,有参考lunwen,Carsim版本为2019,Matlab版本为2021 ,基于二阶自抗扰ADRC; MPC路径跟踪控制; 车辆不确定性抗干扰性; 外界干扰补偿; 参考lunwen; Carsim 2019版本; Matlab 2021版本,基于二阶自抗扰ADRC与MPC的车辆路径跟踪控制研究 在现代汽车电子控制系统中,路径跟踪控制是实现车辆自动驾驶的关键技术之一。随着自动驾驶技术的不断发展,对车辆路径跟踪控制系统的性能要求也愈来愈高,尤其是在面对车辆自身不确定性和复杂多变的外部环境时,如何确保车辆能够准确、稳定地跟踪预定路径成为了一项重要课题。为了提高车辆在真实道路条件下的行驶稳定性和安全性能,研究者们开始探索将二阶自抗扰控制(ADRC)与模型预测控制(MPC)相结合的先进控制策略。 自抗扰控制(ADRC)是一种基于对象动态模型的控制技术,它通过实时估计和补偿系统的不确定性和外部干扰来提高系统的鲁棒性。在路径跟踪控制中,ADRC可以有效地补偿由车辆的动态特性不一致以及复杂外部环境引起的不确定性,从而提高车辆路径跟踪的精确性和稳定性。 模型预测控制(MPC)是一种基于优化控制理论的先进控制策略,它通过预测未来一段时间内系统的动态行为,然后在线求解最优控制序列以实现对系统未来行为的指导。MPC具有良好的处理约束能力和优化多目标问题的能力,适用于处理复杂的路径跟踪任务。 将ADRC和MPC相结合,可以充分发挥两者的优势。ADRC的强鲁棒性能可以处理车辆在复杂环境下的不确定性,而MPC的预测和优化能力则有助于实现对车辆未来路径的精确控制。这种结合使用的方法不仅能够保证车辆在受到不确定性和外部干扰时仍能保持稳定跟踪预定路径,而且还可以在满足各种约束条件的前提下优化车辆的行驶性能。 为了验证和分析所提出的控制策略的实际效果,研究中使用了Carsim软件进行车辆模型的搭建和仿真实验。Carsim作为一个被广泛认可的车辆动力学仿真平台,能够提供精确和高保真的车辆模型和环境模拟。同时,实验中的控制算法实现则是通过Matlab软件及其相应的控制系统工具箱来完成的。Matlab作为一个功能强大的数学计算和仿真平台,为控制算法的开发和测试提供了便利。 在所提供的压缩包文件中,包含了多个与基于二阶自抗扰ADRC和MPC路径跟踪控制相关的文档,这些文档涵盖了研究的引言、车辆稳定性与抗干扰性分析、以及具体的控制策略研究等内容。通过这些文档,研究人员可以深入理解该控制策略的设计理念、实现方法和仿真实验结果,为未来该领域的进一步研究和应用提供了宝贵的资料和参考。 基于二阶自抗扰ADRC和MPC的路径跟踪控制为车辆自动驾驶提供了新的解决方案,它不仅提升了车辆路径跟踪的稳定性和精确性,还增强了系统对外界干扰的抵抗能力。随着相关技术的不断完善和成熟,我们有理由相信,这一控制策略将在未来的自动驾驶技术中扮演重要的角色。
2025-04-06 22:03:34 2MB
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