内容概要:本文探讨了无人潜航器(AUV)路径跟踪控制的关键技术——多目标模型预测控制方法。首先介绍了传统路径跟踪控制方法的局限性,即仅关注单一目标如最短路径,而在复杂的海洋环境中,无人潜航器需要同时满足多个目标,如避障、保持深度和节能等。因此,多目标模型预测控制方法能够综合考虑这些不同甚至相互冲突的目标,提前预测系统未来的行为,从而做出更优的控制决策。接着,文章展示了用Python实现这一控制方法的代码示例,包括计算当前位置与目标路径距离的基础函数distance_to_path,预测下一时刻位置的函数predict_next_position,以及核心的多目标模型预测控制函数multi_objective_mpc。最后,详细解释了各个函数的功能和参数设置,强调了权重矩阵Q和R在平衡不同目标方面的重要作用。 适合人群:对无人潜航器路径跟踪控制感兴趣的科研人员和技术开发者,尤其是那些希望深入了解多目标模型预测控制方法的人群。 使用场景及目标:适用于研究和开发无人潜航器路径规划和控制系统,旨在提高无人潜航器在复杂海洋环境中的导航精度和效率。 其他说明:文中提供的代码仅为概念验证性质,实际应用时需要进一步优化和调整,以应对更加复杂的海洋环境和更高的性能要求。
2025-10-18 16:23:31 2.02MB
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内容概要:本文探讨了在非线性工况下,利用容积卡尔曼滤波(CKF)对轮胎侧向力和侧偏刚度进行估计和修正的方法,并将其应用于MPC路径跟踪控制中。首先介绍了传统的线性轮胎模型在特定条件下无法准确描述轮胎行为的问题,然后详细阐述了CKF的工作原理以及其实现步骤,特别是容积点生成和状态预测的具体方法。接着讨论了轮胎侧偏刚度修正策略,提出了一种基于力-滑移率关系的自适应修正方法,并展示了其在实际测试中的有效性。此外,还提到了MPC控制器中代价函数的设计细节,强调了侧偏刚度比例项的作用。最后讲述了联仿过程中遇到的问题及解决方案,如时滞补偿模块的应用,以及手写CKF相较于MATLAB自带工具箱的优势。 适合人群:从事自动驾驶、汽车工程、控制系统等领域研究的专业人士和技术爱好者。 使用场景及目标:适用于需要深入了解轮胎动态特性建模、非线性状态估计技术和先进路径跟踪控制算法的研究项目。目标是提升车辆在复杂环境下的操控性能和安全性。 其他说明:文中提供了具体的代码片段用于解释关键概念和技术实现,有助于读者更好地理解和复现实验结果。同时提醒读者注意不同仿真平台间可能存在的兼容性问题,并给出了相应的解决思路。
2025-09-18 16:41:43 535KB
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基于观测器的LOS制导结合反步法控制:无人船艇路径跟踪控制的Fossen模型在Matlab Simulink环境下的效果探索,无人船 无人艇路径跟踪控制 fossen模型matlab simulink效果 基于观测器的LOS制导结合反步法控制 ELOS+backstepping ,核心关键词:无人船; 无人艇; 路径跟踪控制; Fossen模型; Matlab Simulink效果; 基于观测器的LOS制导; 反步法控制; ELOS+backstepping。,基于Fossen模型的无人船路径跟踪控制:ELOS与反步法联合控制的Matlab Simulink效果分析
2025-07-02 19:13:33 89KB xhtml
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内容概要:本文详细介绍了如何利用Fossen模型、ELOS观测器以及反步法控制器,在Matlab Simulink环境中实现无人船的路径跟踪控制。首先解释了Fossen模型将船舶运动分解为运动学和动力学两个方面,接着阐述了ELOS观测器用于实时估计环境干扰如水流漂角的作用,最后讲解了反步法控制器的设计及其递归控制机制。文中还展示了传统LOS与ELOS+反步法组合的实际性能对比,证明后者在抗干扰能力和路径跟踪精度上有显著优势。 适合人群:从事无人船研究的技术人员、自动化控制领域的研究人员、对船舶运动建模感兴趣的学者。 使用场景及目标:适用于需要提高无人船路径跟踪精度和鲁棒性的应用场景,旨在帮助开发者理解和应用先进的控制算法和技术手段,优化无人船的自主航行能力。 其他说明:文中提供了大量MATLAB/Simulink代码片段,便于读者理解和复现相关算法。同时强调了实际调试过程中需要注意的关键点,如参数选择、执行器饱和限制等。
2025-07-02 19:12:56 262KB
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内容概要:本文深入探讨了无人船路径跟踪控制技术,特别是基于Fossen模型和ELOS+Backstepping控制方法的研究。首先介绍了Fossen模型作为描述无人船动力学的基础工具,然后详细解释了ELOS制导(基于观测器)和反步法控制的结合,最后展示了在MATLAB Simulink平台上的仿真效果。通过不同参数设置,验证了该控制方法的有效性和稳定性,即使在复杂水文环境下也能保持精准路径跟踪。 适合人群:从事无人船技术研发的专业人士、自动化控制领域的研究人员、高校相关专业师生。 使用场景及目标:适用于需要深入了解无人船路径跟踪控制原理和技术实现的人群,旨在提高无人船在复杂环境下的导航精度和稳定性。 其他说明:文中不仅提供了理论分析,还附有详细的仿真案例,便于读者理解和实践。
2025-07-02 19:11:05 334KB Simulink
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内容概要:本文深入探讨了基于Matlab Simulink 2021a平台构建的MPC(模型预测控制)路径跟踪仿真系统。该系统采用模块化建模方式,涵盖MPC控制模块、参考线模块、数据更新模块以及动态车辆动力学模块。通过详细的代码解析,展示了各个模块的功能及其相互协作的方式。特别是对车辆动力学模型、参考线生成方法、MPC控制器配置及参数调整进行了重点介绍。此外,还讨论了在实际应用中可能遇到的问题及解决方案,如插值方法选择不当导致的曲率突变、控制权重设置不合理引发的车辆行为异常等。 适合人群:对自动驾驶技术感兴趣的科研人员、高校师生及从事汽车控制系统开发的技术人员。 使用场景及目标:本研究旨在为自动驾驶领域的路径规划与跟踪提供理论支持和技术参考,帮助研究人员更好地理解和掌握MPC模型预测控制的基本原理及其在实际驾驶场景中的应用。 其他说明:文中提供的完整源码文件、建模说明文档及相关资料有助于读者进行进一步的学习和实验探索。
2025-06-05 11:45:14 500KB
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"基于LQR算法的自动驾驶控制:动力学跟踪误差模型的C++纯代码实现与路径跟踪仿真",自动驾驶控制-基于动力学跟踪误差模型LQR算法C++纯代码实现,百度apollo横向控制所用模型。 代码注释完整,可以自己看明白,也可以付费提供代码和算法原理讲解服务。 通过C++程序实现的路径跟踪仿真,可视化绘图需要安装matplotlibcpp库,已经提前安装好包含在头文件,同时需要安装Eigen库,文件内也含有安装教程。 可以自定义路径进行跟踪,只需有路径的X Y坐标即可,替下图中框框标出来的地方路径就可以了。 图片是双移线和一些自定义的路线仿真效果。 ,自动驾驶控制; LQR算法; C++纯代码实现; 动力学跟踪误差模型; 横向控制; 路径跟踪仿真; matplotlibcpp库; Eigen库; 自定义路径跟踪; 图片仿真效果,C++实现LQR算法的自动驾驶路径跟踪控制代码
2025-05-23 18:31:47 1.11MB
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泊车路径跟踪研究:垂直泊车纯跟踪算法与MPC-Carsim联合仿真方案(附文档分析、代码及环境设置),泊车路径跟踪研究:垂直泊车算法与MPC+Carsim联合仿真实战解析(matlab+Simulink),单步泊车技术深入探索,泊车路径跟踪 垂直泊车 纯跟踪算法 MPC pursuit carsim 联合仿真 单步垂直泊车离散点信息 利用纯跟踪算法进行泊车路径的跟踪 包含matlab单独的跟踪仿真 和 simulink-carsim联合仿真(可根据自身需求更路径信息) 所有资料均包括: 1、相关问题的文档分析 2、matlab 代码及相关注释 3、simulink为2020B以上、carsim为2019 4、carsim包含泊车环境设置 ,泊车路径跟踪; 垂直泊车; 纯跟踪算法; MPC; pursuit carsim 联合仿真; 单步垂直泊车离散点信息; MATLAB 仿真; Simulink-Carsim 环境设置。,基于MPC的垂直泊车路径跟踪与联合仿真研究
2025-05-14 15:53:59 3.3MB xbox
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内容概要:本文详细介绍了基于模型预测控制(MPC)的平行泊车系统的设计与实现。首先,通过定义车辆的关键参数(如轴距、车宽、最小转弯半径等),确定了车辆所需的最小车位尺寸。接着,根据不同起始区域,系统自动生成相应的路径策略,包括单次移动路径、双次移动路径以及紧急调整路径。路径生成过程中应用了贝塞尔曲线和平滑多项式拟合等数学工具。核心部分是MPC控制器的设计,通过构建滚动优化问题,实现了对车辆路径的有效跟踪。最后,通过Simulink搭建了运动学模型并进行了仿真验证,结果显示横向误差不超过5cm,航向角偏差控制在3度以内。 适合人群:从事自动驾驶、智能交通系统研究的专业人士,特别是对路径规划和控制算法感兴趣的工程师和技术研究人员。 使用场景及目标:适用于研究和开发自动泊车系统的企业和个人开发者。目标是提高车辆在复杂环境下的自主泊车能力,特别是在狭小车位内的精确停放。 其他说明:文中提到了一些具体的MATLAB/Simulink代码片段,有助于读者理解和复现实验结果。同时指出了实际应用中可能遇到的问题,如计算量较大、低速工况下的模型偏差等,并给出了相应的解决方案。
2025-05-14 14:45:19 336KB
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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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