这个例子展示了如何使用自适应巡航控制系统Simulink®万博1manbetx中的块,并演示此块的控制目标和约束。
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装有自适应巡航控制(ACC)的汽车(ego car)有一个传感器,如雷达,可以测量与同一车道上的前车(lead car)的距离,.传感器还可以测量领头车的相对速度,. ACC系统在以下两种模式下工作:
速度控制:汽车以驾驶员设定的速度行驶。
间距控制:ego轿厢与主轿厢保持安全距离。
ACC系统根据实时雷达测量结果决定使用哪种模式。例如,如果领头车太近,ACC系统将从速度控制切换到间距控制。同样,如果领头车离得更远,ACC系统将从间距控制切换到速度控制。换句话说,只要保持安全距离,ACC系统就会使ego汽车以驾驶员设定的速度行驶。
以下规则用于确定ACC系统的工作模式:
如果,则速度控制模式激活。控制目标是跟踪驾驶员设定的速度,.
如果,则间距控制模式处于活动状态。控制目标是保持安全距离,.
在Simulink中对lead car和ego car进行了动力学建模。打开Simulink模型。万博1manbetx
mdl=“mpcACCsystem”;open_system (mdl)
为了接近真实的驾驶环境,在模拟过程中,先导车的加速度根据正弦波而变化。自适应巡航控制系统模块为自我汽车输出加速度控制信号。
定义采样时间,Ts
,和模拟持续时间,T
,以秒为单位。
t = 0.1;T = 80;
对于ego车辆和lead车辆,加速度和速度之间的动力学模型为:
它近似于油门体的动力学和车辆的惯性。
指定汽车的线性模型。
G_ego=tf(1[0.5,1,0]);
指定两辆车的初始位置和速度。
x0_铅=50;%导车起始位置(m)v0_lead = 25;%先导车的初始速度(m/s)x0_=10;自我车初始位置(m)v0_=20;自我车初始速度% (m/s)
ACC系统使用Simulink中的自适应巡航控制系统模块进行建模。ACC系统块的输入为:万博1manbetx
驱动器设定速度
时差
汽车的速度
与前车的相对距离(来自雷达)
相对于先导车的相对速度(来自雷达)
ACC系统的输出是自我汽车的加速度。
引导车和自我车之间的安全距离是自我车速度的函数,:
哪里是静止默认间距和是车辆之间的时间间隔。指定的值,单位为米,以秒为单位。
t_gap = 1.4;D_default = 10;
指定驱动器设置的速度,单位为米/秒。
v_集=30;
考虑到车辆动力学的物理限制,加速度受距离限制(3 2)
(m/s^2)。
阿明•伊戈=-3;amax_ego=2;
在此示例中,自适应巡航控制系统块的默认参数与仿真参数匹配。如果模拟参数与默认值不同,则相应地更新块参数。
运行仿真。
sim卡(mdl)
-->将模型转换为离散时间。-->假设添加到测量输出通道#2的输出干扰为积分白噪声。假设测量的输出通道#1没有增加干扰。-->“mpc”对象的“Model.Noise”属性为空。假设每个测量输出通道上存在白噪声。
绘制仿真结果。
mpcACCplot(对数输出、D_默认值、t_间隙、v_设置)
在前3秒钟内,为了达到驾驶员设定的速度,ego汽车以全油门加速。
从3秒到13秒,领先的赛车缓慢加速。因此,为了保持与领先车的安全距离,自我车以较慢的速度加速。
从13秒到25秒,ego汽车保持驾驶员设定的速度,如图所示速度情节。然而,随着前车速度的降低,间隔误差在20秒后开始趋近于0。
从25秒到45秒,领头车减速,然后再次加速。如图所示,ego汽车通过调整其速度来保持与领头车的安全距离距离情节。
从45秒到56秒,间隔误差在上面0
. 因此,自我汽车再次达到驾驶员设定的速度。
从56秒到76秒,重复从25秒到45秒的减速/加速序列。
在整个仿真过程中,控制器确保两辆车之间的实际距离大于设定的安全距离。当实际距离足够大时,控制器确保ego车辆遵循驾驶员设定的速度。
从MATLAB路径中删除示例文件夹,关闭Simulink模型。万博1manbetx
rmpath (fullfile (matlabroot,“例子”,“货币政策委员会”,“主要”)); bdclose(mdl)