基于四轮汽车和差速小车的模型预测控制

基于路面等级识别的半主动悬架系统预测控制策略研究

通过对动态矩阵控制的MATLAB仿真,发现其对直接处理带有纯滞后、大惯性的对象，有良好的跟踪性和有较强的鲁棒性，输入已知的控制模型，通过对参数的选择，来取得良好的控制效果。

Coursera self driving car_Part1_Finalproject，可以作为该课程第一部分编程作业的参考，也可以作为python实现MPC模型预测控制算法的参考。 如果对程序运行有疑问可与我联系。

学习无人车辆轨迹跟踪很好的一本书 本书主要介绍模型预测控制理论与方法在无人驾驶车辆运动规划与跟踪控制中的应用。由于模型预测控制理论数学抽象特点明显，初涉者往往需要较长时间的探索才能真正理解和掌握，而进一步应用到具体研究，则需要更长的过程。本书详细介绍了应用模型预测控制理论进行无人驾驶车辆控制的基础方法，结合运动规划与跟踪实例详细说明了预测模型建立、方法优化、约束处理和反馈校正的方法，给出了Matlab仿真代码和详细图解仿真步骤。所有代码都详细提供了详尽的注解，并且融入了研究团队在本领域的研究成果。, 本书可以作为地面无人车辆、空中无人机、无人艇及移动机器人等无人车辆模型预测控制的研究参考资料，同时也可以作为学习模型预测控制理论的应用教材。

基于Matlab simulink 2015b版本，分别实现永磁同步电机的模型预测控制（包括转矩预测和电流预测）、自适应控制和滑模控制。其中，预测控制算法采用s函数编写。

一种基于NARX神经网络的非线性多步预测模型，李会军，秦霖天，神经网络是一种非常优秀的非线性建模工具，在工程实际中得到了广泛的应用。根据网络结构中是否存在反馈回路，神经网络可分为动态

首先，应用泊车基本知识建立了车辆运动学模型。通过调研泊车的研究现状和应用 现状，确定了本文的结构。建立车辆和车位的模型并介绍相关参数，根据阿克曼转向几何，建立了车辆运动学模型，得出车辆运动轨迹与泊车速度没有关系，同时简要说明了泊车对速度的要求。其次，对平行泊车路径规划进行研究。针对不同的车位，对圆弧相切平行泊车路径规划法和库内双步调整平行泊车路径规划法进行研究和仿真，仿真结果表明两种泊车方法都能使车辆顺利泊车入位，其中库内双步调整泊车方法能够在更小的车位里实现泊车。考虑到车辆自身约束，由于圆弧相切路径规划轨迹的切点处存在曲率突变，采用五阶多项式曲线对该轨迹进行了优化，解决了相切点处曲率突变的问题。然后，运用设计的模型预测控制器对平行泊车规划路径进行跟踪研究。结合路径跟踪和模型预测控制算法，基于车辆运动学模型建立了车辆泊车路径跟踪控制器，以不同车位情况下的平行泊车路径规划的轨迹进行跟踪仿真研究，并与同等条件下 PID 算法进行对比。仿真结果表明，该控制器能够在标准车位的圆弧相切的规划路径和小车位的库内双步调整泊车规划路径中均可实现轨迹的踪，相对 PID 控制，该控制器路径跟踪更加稳定、误差更小，可以实现泊车。 最后，进行平行泊车路径规划与跟踪的实验验证—设计开发了自动平行泊车控制系 统。确定了以 STM32F103C8T6 为控制器，配备有电机驱动、舵机、传感器、通信模块、显示模块等硬件的实验小车。实验小车的软件部分主要分为遥控模块和泊车控制模块两部分，小车不仅要实现平行泊车的功能，还要在泊车过程中实时监测小车的航向角、速度和位移等。在实验室里搭建了泊车环境并进行了平行泊车实验，实验结果表明，该控制系统在实验室中可以实现圆弧相切路径规划的平行泊车功能，同时对实验结果进行分析，并提出改进措施。

主动前轮转向（active front steering，AFS）和直接横摆力矩控制（direct yaw moment control，DYC）是提升汽车侧向稳定性的重要手段。当汽车侧向失稳时，DYC 的制动干预会引起汽车纵向速度下降，影响汽车的纵向动力学和驾驶舒适性。与 DYC 工作原理不同，AFS 通过转向系统的主动干预能够在不影响纵向动力学和舒适性的前提下提升汽车的侧向稳定性，近年来得到了广泛的研究。本文在现有研究的基础上，基于模型预测控制方法设计一种在预测时域内考虑轮胎力非线性变化的新型线性时变AFS 控制系统，能够有效提高系统的实时性，拓宽 AFS 的工作范围，改善在高速、低附着路面等极限工况下 AFS 汽车的侧向稳定性。 随着汽车智能化和无人化的发展，主动避撞控制逐渐成为提高汽车行车安全、减 少交通事故伤害的重要手段。基于 AFS 的侧向避撞控制只需要较小的转角干预，就 能产生足够的横摆力矩和侧向偏移，相对于纵向避撞控制在高速、低附着路面等极限工况下的纵向避撞距离更短，备受研究学者的青睐。极限工况下轮胎力常常处于非线性区域，汽车在转向避撞过程中容易出现侧滑等危险。因此，本文针对极限工况下汽车转向避撞时的行驶稳定性问题，基于模型预测控制方法设计一种考虑轮胎状态刚度预测的转向避撞控制器，能够较好地兼顾汽车在极限工况下的转向避撞效果和行驶稳定性。 此外，当轮胎侧向力接近饱和时，AFS 的控制性能将接近极限。但此时 DYC 依 然可以利用纵向力产生横摆力矩来保持汽车稳定。因此，AFS 与 DYC 的集成控制可以充分利用两者的优势，进一步提高车辆的侧向稳定性。然而，AFS 和 DYC 对汽车的运动存在相互干涉和耦合，且轮胎的侧向力和纵向力间也存在相互影响，因此 AFS与 DYC 集成控制中转向和制动的控制权分配问题一直是一个研究热点。针对这一研究问题，本文提出一种考虑轮胎均等后备能力的轮胎纵向和侧向力分配方法，并基于线性时变模型预测控制设计了一体式 AFS 与 DYC 集成控制器，能够有效解决 AFS与 DYC 的运动干涉和控制权分配问题，进一步提高汽车的侧向稳定性。

首 先 ，建 立 了 魔 术 轮 胎 模 型 、线 性 轮 胎 模 型 。在 此 基 础 上 ，建 立 了 非线 性 车 辆 动 力 模 型 ，将 非 线 性 车 辆 模 型 进 行 简 化 、线 性 化 得 到 线 性 车 辆 模型 ；根 据 运 动 学 建 立 点 质 量 车 辆 模 型 。其 次 ，研 究 无 迹 卡 尔 曼 滤 波 算 法 ，结 合 离 散 后 的 非 线 性 车 辆 模 型 ，对 路 面 附 着 系 数 估 计 。再 次 ，提 出 采 用 非均 匀 B 样 条 曲 线 构 造 避 撞 路 径 模 型 ； 根 据 紧 急 避 撞 工 况 中 的 场 景 信 息 生成 避 撞 路 径 簇 ；构 建 乘 员 舒 适 性 指 标 最 优 的 目 标 函 数 ，添 加 防 侧 滑 约 束 和路 面 附 着 系 数 约 束 ，优 化 出 乘 员 舒 适 性 最 佳 的 避 撞 路 径 。最 后 ，采 用 PID控 制 器 对 车 辆 纵 向 速 度 进 行 跟 踪 ； 采 用 线 性 车 辆 模 型 设 计 模 型 预 测 控 制器 ，控 制 车 辆 前 轮 转 角 实 现 对 避 撞 路 径 的 跟 踪 控 制 ；为 了 保 证 车 辆 避 撞 时的 稳 定 性 ，将 质 心 侧 偏 角 约 束 加 入 到 模 型 预 测 控 制 器 中 ，同 时 ，根 据 路 面状 况 ， 添 加 路 面 附 着 条 件 约 束 。 利 用 Simulink 与 Carsim 联 合 仿 真 验 证 主 动 避 撞 算 法 的 可 行 性 。仿 真 结 果 表 明 ： 本 文 提 出 路 径 规 划 算 法 和 路 径 跟 踪 算 法 能 够 在 高 速 紧 急 避 撞工 况 下 完 成 避 撞 任 务 ， 并 且 提 高 乘 员 舒 适 性 以 及 保 证 车 辆 稳 定 性 。