四轮转向汽车模型预测控制(MPC)路径跟踪simulink-simscape仿真，无需carsim mpc基于车辆动力学模型

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资源介绍:

四轮转向汽车模型预测控制(MPC)路径跟踪 simulink-simscape仿真，无需carsim。 mpc基于车辆动力学模型设计，纵向PID控制。 支持平坦路面，颠簸路面切，外形变化。 魔术公式轮胎模型。 注：MATLAB要求2022a及以上版本
<link href="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/css/base.min.css" rel="stylesheet"/><link href="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/css/fancy.min.css" rel="stylesheet"/><link href="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/89866897/raw.css" rel="stylesheet"/><div id="sidebar" style="display: none"><div id="outline"></div></div><div class="pf w0 h0" data-page-no="1" id="pf1"><div class="pc pc1 w0 h0"><img alt="" class="bi x0 y0 w1 h1" src="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/89866897/bg1.jpg"/><div class="t m0 x1 h2 y1 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">四轮转向汽车模型预测控制<span class="ff2">(MPC)</span>路径跟踪技术</div><div class="t m0 x1 h2 y2 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">摘要<span class="ff3">：</span>本文介绍了一种基于车辆动力学模型设计的四轮转向汽车模型预测控制<span class="ff2">(MPC)</span>路径跟踪技术<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y3 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">该技术使用<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">simulink-simscape<span class="_ _1"> </span></span>进行仿真<span class="ff3">，</span>无需<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">carsim<span class="ff3">，</span></span>并且基于纵向<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">PID<span class="_ _1"> </span></span>控制<span class="ff3">，</span>能够支持平</div><div class="t m0 x1 h2 y4 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">坦路面<span class="ff4">、</span>颠簸路面切换以及外形变化<span class="ff4">。</span>此外<span class="ff3">，</span>本文还使用了魔术公式轮胎模型来提高路径跟踪的精度</div><div class="t m0 x1 h2 y5 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">和稳定性<span class="ff4">。</span>需要注意的是<span class="ff3">，</span>为了运行该技术<span class="ff3">，<span class="ff2">MATLAB<span class="_ _1"> </span></span></span>要求使用<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">2022a<span class="_ _1"> </span></span>及以上版本<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y6 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">1.<span class="_ _2"> </span><span class="ff1">引言</span></div><div class="t m0 x1 h2 y7 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">随着汽车工业的发展和人们对驾驶体验的要求不断提高<span class="ff3">，</span>路径跟踪技术在自动驾驶和驾驶辅助系统中</div><div class="t m0 x1 h2 y8 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">变得越来越重要<span class="ff4">。</span>在四轮转向汽车模型中<span class="ff3">，</span>路径跟踪技术能够帮助车辆实现精准的转弯和曲线行驶<span class="ff3">，</span></div><div class="t m0 x1 h2 y9 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">提高驾驶安全性和舒适性<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 ya ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">2.<span class="_ _2"> </span>MPC<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">路径跟踪技术概述</span></div><div class="t m0 x1 h2 yb ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">MPC<span class="ff3">（</span>Model Predictive Control<span class="ff3">，<span class="ff1">模型预测控制</span>）<span class="ff1">是一种基于车辆动力学模型的控制方法</span>，<span class="ff1">通</span></span></div><div class="t m0 x1 h2 yc ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">过预测车辆在未来一段时间内的状态<span class="ff3">，</span>优化控制输入<span class="ff3">，</span>从而实现路径跟踪<span class="ff4">。</span>与传统的<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">PID<span class="_ _1"> </span></span>控制相比<span class="ff3">，</span></div><div class="t m0 x1 h2 yd ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">MPC<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">能够考虑车辆动力学特性和环境因素的变化<span class="ff3">，</span>具有更好的鲁棒性和适应性<span class="ff4">。</span></span></div><div class="t m0 x1 h2 ye ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">3.<span class="_ _2"> </span>simulink-simscape<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">仿真</span></div><div class="t m0 x1 h2 yf ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">在实际应用中<span class="ff3">，</span>为了验证和优化<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">MPC<span class="_ _1"> </span></span>路径跟踪控制算法<span class="ff3">，</span>通常需要进行仿真实验<span class="ff4">。<span class="ff2">simulink-</span></span></div><div class="t m0 x1 h2 y10 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">simscape<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">是一种强大的仿真工具<span class="ff3">，</span>能够模拟车辆的动力学行为和路面状况<span class="ff4">。</span>与传统的<span class="_ _0"> </span></span>carsim<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">相比</span></div><div class="t m0 x1 h2 y11 ff3 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">，<span class="ff2">simulink-simscape<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">具有更高的灵活性和可扩展性</span></span>，<span class="ff1">能够满足不同类型汽车的仿真需求<span class="ff4">。</span></span></div><div class="t m0 x1 h2 y12 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">4.<span class="_ _2"> </span><span class="ff1">纵向<span class="_ _0"> </span></span>PID<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">控制</span></div><div class="t m0 x1 h2 y13 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">纵向<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">PID<span class="_ _1"> </span></span>控制是<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">MPC<span class="_ _1"> </span></span>路径跟踪中的重要部分<span class="ff4">。</span>通过对车辆的加速度进行控制<span class="ff3">，</span>纵向<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">PID<span class="_ _1"> </span></span>控制可以使</div><div class="t m0 x1 h2 y14 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">车辆在路径跟踪过程中保持恰当的速度和加速度<span class="ff4">。</span>在设计纵向<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">PID<span class="_ _1"> </span></span>控制器时<span class="ff3">，</span>需要考虑车辆的质量<span class="ff4">、</span></div><div class="t m0 x1 h2 y15 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">动力特性以及外部环境因素等因素<span class="ff3">，</span>以实现稳定而高效的路径跟踪<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y16 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">5.<span class="_ _2"> </span><span class="ff1">路面和外形变化适应性</span></div><div class="t m0 x1 h2 y17 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">路径跟踪技术在实际应用中需要能够适应不同类型的路面和外形变化<span class="ff4">。</span>平坦路面和颠簸路面的转换以</div><div class="t m0 x1 h2 y18 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">及车辆外形的变化都会对路径跟踪的精度和稳定性产生影响<span class="ff4">。</span>为了解决这个问题<span class="ff3">，</span>本文提出了一种能</div><div class="t m0 x1 h2 y19 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">够自适应变化的<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">MPC<span class="_ _1"> </span></span>路径跟踪算法<span class="ff3">，</span>能够根据路面和外形的变化进行实时调整<span class="ff3">，</span>提高路径跟踪的性能</div><div class="t m0 x1 h3 y1a ff4 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">。</div><div class="t m0 x1 h2 y1b ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">6.<span class="_ _2"> </span><span class="ff1">魔术公式轮胎模型</span></div><div class="t m0 x1 h2 y1c ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">在四轮转向汽车模型的路径跟踪中<span class="ff3">，</span>轮胎模型起着至关重要的作用<span class="ff4">。</span>魔术公式轮胎模型是一种常用的</div><div class="t m0 x1 h2 y1d ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">轮胎摩擦力模型<span class="ff3">，</span>能够准确描述轮胎和路面之间的相互作用<span class="ff4">。</span>通过使用魔术公式轮胎模型<span class="ff3">，</span>路径跟踪</div><div class="t m0 x1 h2 y1e ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">控制算法可以更准确地预测车辆在转弯和曲线行驶过程中的行为<span class="ff3">，</span>提高路径跟踪的精度和稳定性<span class="ff4">。</span></div></div><div class="pi" data-data='{"ctm":[1.568627,0.000000,0.000000,1.568627,0.000000,0.000000]}'></div></div>
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