预测司机
预测司机控制器跟踪纵向速度和横向的道路
- 库:
车辆动力学Blockset /车辆场景/司机
描述
的<年代p一个nclass="block">预测司机块实现了控制器生成规范化指导,加速和制动命令跟踪纵向位移速度和横向参考。1到1之间的归一化命令可以改变。控制器使用单轨(自行车)最优单点预览控制模型。
配置
外部行为
使用<年代tr在gclass="guilabel">外部行为参数来创建输入端口信号,您可以使用标准模拟测试动作。块使用这个优先顺序输入命令:禁用(最高),覆盖。
这个表总结了外部动作参数。
目标
外部动作参数
输入端口
数据类型
覆盖加速器命令输入加速度的命令。
加速器覆盖
EnablAccelOvr
布尔
AccelOvrCmd
双
加速命令在当前值。
加速器控制
AccelHld
布尔
禁用加速命令。
加速器禁用
AccelZero
布尔
覆盖减速器命令输入减速命令。
减速器覆盖
EnablDecelOvr
布尔
DecelOvrCmd
双
减速器命令在当前值。
减速器举行
DecelHld
布尔
禁用减速器命令。
减速器禁用
DecelZero
布尔
覆盖控制命令输入控制命令。
指导覆盖
EnblSteerOvr
布尔
SteerOvrCmd
双
指导命令在当前值。
转向持有
SteerHld
布尔
禁用控制命令。
转向禁用
SteerZero
布尔
控制器
使用<年代tr在gclass="guilabel">纵向控制类型,cntrlType参数指定其中一个控制选项。
设置
块实现
π
比例积分(PI)控制与跟踪终结和前馈收益。
将π
PI控制与跟踪终结和前馈增益车辆速度的函数。
预测
最优单点预览(展望未来)控制模型开发的c . c .碎石<年代up>1、2、3。模型代表司机转向控制行为在路径跟踪和避障动作。司机预览(展望未来)遵循一个预定义的路径。块实现碎石模型:
代表了动力学线性单跟踪车辆(自行车)
最小化了预览单点误差信号T *秒的时间
占司机延迟源于感性和神经机制
使用<年代tr在gclass="guilabel">横向控制类型,controlTypeLat参数指定类型的横向控制。表指定块的实现。
设置
块实现
预测(默认)
最优单点预览(展望未来)控制模型开发的c . c .碎石<年代up>1、2、3。模型代表司机转向控制行为在路径跟踪和避障动作。司机预览(展望未来)遵循一个预定义的路径。
斯坦利
控制器使用<年代up>4方法的位置误差和角度误差最小化当前体式的参考。在<年代tr在gclass="guilabel">参考控制窗格中,使用:
向量输入和反馈提出供参考输入指定的输入参数。
设置
实现
从(默认)
块使用纵向、横向和偏航引用(LongRef,LatRef,LatRef)输入端口和反馈(LongFdbk,LatFdbk,LatFdbk)输入端口引用和反馈。
在
块使用输入端口,RefPose和CurrPose参考和反馈构成,分别。
包括动态参数指定模型的控制器使用的类型。
设置
实现
从(默认)
控制器使用运动自行车模型,适用于低速环境中的路径跟踪等停车场、惯性影响最小。
在
控制器使用动态自行车模型,适用于高速环境中路径跟踪等高速公路,惯性效应更加明显。
转变
使用<年代tr在gclass="guilabel">转变类型,ShftType参数指定这些转变选项之一。
设置
块实现
没有一个
不传播。块输出固定齿轮的1。使用此设置参数的数量最小化需要生成加速和制动命令跟踪车辆向前运动。此设置不允许反向车辆运动。
相反,中性,开车
块使用Stateflow<年代up>®图表模型反向、中性和传动齿轮改变调度。使用这个设置生成加速和制动命令跟踪正向和反向车辆使用简单的反向运动,中性,传动齿轮改变调度。根据车辆状态和车辆速度反馈,块使用最初的齿轮和所需时间将车辆转移到驱动器或逆转或中性的。中性的齿轮,块使用制动命令来控制车辆的速度。对于反向齿轮,块使用加速命令产生转矩和制动命令,以减少车辆的速度。
计划
块使用Stateflow图表模型相反,中性,公园,N-speed变速调度。使用这个设置生成加速和制动命令使用反向追踪车辆正向和反向运动,中性,公园,N-speed变速调度。根据车辆状态和车辆速度反馈,块使用这些参数来确定:
最初的齿轮
加速和减速油门踏板的位置
加速和减速速度
时机和迷人的正向和反向转移中立
中性的齿轮,块使用制动命令来控制车辆的速度。对于反向齿轮,块使用加速命令产生转矩和制动命令,以减少车辆的速度。
外部
块使用输入设备、车辆状态和速度反馈产生加速度和制动命令跟踪车辆正向和反向运动。中性的齿轮,块使用制动命令来控制车辆的速度。对于反向齿轮,块使用加速命令产生转矩和制动命令,以减少车辆的速度。
单位
使用和<年代tr在gclass="guilabel">纵向速度单位,velUnits和<年代tr在gclass="guilabel">角单元,angUnits参数指定输入和输出端口的单位。
齿轮信号
使用<年代tr在gclass="guibutton">输出齿轮信号参数来创建GearCmd输出端口。的GearCmd信号包含吩咐汽车齿轮的整数值。
齿轮
整数
公园
80年
反向
1
中性
0
开车
1
齿轮
设备数量
输出手轮角
使用<年代tr在gclass="guilabel">输出手轮角参数指定的单位指导港口。
设置
块实现
港口
从(默认)
指挥控制角,规范化的从1到1。块使用轮胎轮角饱和极限<年代tr在gclass="guilabel">轮胎轮角度限制,θ参数规范化的命令。
SteerCmd——输出
覆盖控制命令输入转向命令规范化从1到1。
SteerOvrCmd——输入
在
指挥控制的角度,在单位指定的<年代tr在gclass="guilabel">角单元,angUnits。
SteerCmd——输出
覆盖指导命令输入控制命令,在单位指定的<年代tr在gclass="guilabel">角单元,angUnits。
SteerOvrCmd——输入
控制器:πSpeed-Tracking
如果你设置控制类型π或将π块实现了比例积分(PI)控制与跟踪终结和前馈收益。为将π配置,块使用前馈增益,车辆速度的函数。
计算速度控制输出,块使用这些方程。
设置
方程
π
将π
速度误差低通滤波器使用此传递函数。
计算加速和制动命令,阻止使用这些方程。
方程使用这些变量。
v<年代ub>笔名
名义上的车辆速度
K<年代ub>p
成比例增加
K<年代ub>我
积分增益
K<年代ub>亚历山大-伍尔兹
Anti-windup获得
K<年代ub>ff
速度前馈增益
K<年代ub>g
年级角前馈增益
θ
年级的角
τ<年代ub>犯错
误差滤波器时间常数
y
名义上控制输出级
y<年代ub>坐
饱和控制输出级
e<年代ub>裁判
速度误差
e<年代ub>出
饱和和名义控制输出的区别
y<年代ub>一个cc
加速度信号
y<年代ub>12月
制动信号
v
速度反馈信号
v<年代ub>裁判
参考速度信号
控制器:预测Speed-Tracking
如果你设置<年代tr在gclass="guilabel">纵向控制类型,cntrlType或<年代tr在gclass="guilabel">横向控制类型,cntrlType来预测块实现最优的单点预览(展望未来)控制模型开发的c . c .碎石<年代up>1、2、3。模型代表司机转向控制行为在路径跟踪和避障动作。司机预览(展望未来)遵循一个预定义的路径。块实现碎石模型:
代表了动力学线性单跟踪车辆(自行车)
最小化了预览单点误差信号T *秒的时间
占司机延迟源于感性和神经机制
车辆动力学
横向和偏航运动,阻止实现这些线性动态方程。
在矩阵表示法:
单点模型假定最低预览单点误差信号T *秒的时间。一个*是司机能够预测未来车辆响应基于当前转向控制输入。b *是司机能够预测未来车辆响应基于当前车辆的状态。块使用这些方程。
方程使用这些变量。
一个,b
分别向前和向后的轮胎位置
米
汽车的质量
我
汽车转动惯量
C<年代ub>ɑF
前轮胎转弯系数
C<年代ub>ɑR
后轮胎转弯系数
一个*,b*
分别驱动程序预测标量和矢量增益
x
预测车辆状态向量
v
横向速度
r
偏航率
Ψ
前轮航向角
y
侧向位移
F
系统矩阵
δ,δ<年代ub>F
分别控制角和前轴引导角
γ
年级的角
g
控制系数向量
U
转发(纵向)车辆速度
T *
预览时间窗口
ƒ(t + t *)
预览路径输入T *秒之前
u
牵引力
米<年代up>T
不断观察向量;提供车辆横向位置
一个<年代ub>r
静态滚动和动力传动系统阻力
b<年代ub>r
线性滚动和动力传动系统阻力
c<年代ub>r
空气动力学滚动和动力传动系统的阻力
F<年代ub>r
滚动阻力
优化
单点模型由块发现指导命令实现最小化当地的一个性能指标,J在当前预览间隔,(t,t + t)。
最小化J对指导命令,必须满足此条件。
你可以表达最优控制解决方案的当前最优和对应的非零预览输出误差T *秒前<年代up>1、2、3。
块使用预览距离和车辆纵向速度来确定预览时间窗口。
方程使用这些变量。
T *
预览时间窗口
ƒ(t + t *)
预览输入路径T *秒前
y (t + t *)
预览植物输出T *秒前
e (t + t *)
预览误差信号T *秒前
u (t),u<年代up>o(t)
分别控制角和最优控制角
l
预览的距离
J
性能指标
U
转发(纵向)车辆速度
司机延迟
单点模型实现的块介绍司机滞后。司机滞后延迟当司机占跟踪任务。具体地说,它是运输延误源于感性和神经机制。计算司机运输延迟,块实现了这个方程。
方程使用这些变量。
τ
司机运输延迟
y (t + t *)
预览植物输出T *秒前
e (t + t *)
预览误差信号T *秒前
u (t),u<年代up>o(t)
分别控制角和最优控制角
J
性能指标
控制器:斯坦利横向轨迹跟踪
如果你设置<年代tr在gclass="guilabel">横向控制类型,controlTypeLat来斯坦利块实现了斯坦利方法<年代up>4。计算转向角命令,斯坦利控制器的位置误差和角度误差最小化当前体式的参考。车辆的行驶方向决定了这些误差值。
计算转向角命令,控制器的位置误差和角度误差最小化当前体式的参考。
的位置误差是横向距离车辆重心(CG)路径上的参考点。
的角误差车辆的角度对参考路径。
的<年代p一个nclass="block">预测司机 使用<年代tr在gclass="guilabel">外部行为 这个表总结了外部动作参数。 外部动作参数 输入端口 数据类型 覆盖加速器命令输入加速度的命令。 加速器覆盖 加速命令在当前值。 加速器控制 禁用加速命令。 加速器禁用 覆盖减速器命令输入减速命令。 减速器覆盖 减速器命令在当前值。 减速器举行 禁用减速器命令。 减速器禁用 覆盖控制命令输入控制命令。 指导覆盖 指导命令在当前值。 转向持有 禁用控制命令。 转向禁用 使用<年代tr在gclass="guilabel">纵向控制类型,cntrlType 设置 块实现 比例积分(PI)控制与跟踪终结和前馈收益。 PI控制与跟踪终结和前馈增益车辆速度的函数。 最优单点预览(展望未来)控制模型开发的c . c .碎石<年代up>1、2、3 代表了动力学线性单跟踪车辆(自行车) 最小化了预览单点误差信号 占司机延迟源于感性和神经机制 使用<年代tr在gclass="guilabel">横向控制类型,controlTypeLat 设置 块实现 最优单点预览(展望未来)控制模型开发的c . c .碎石<年代up>1、2、3 控制器使用<年代up>4 在<年代tr在gclass="guilabel">参考控制 向量输入和反馈提出供参考 块使用纵向、横向和偏航引用( 块使用输入端口, 包括动态 控制器使用运动自行车模型,适用于低速环境中的路径跟踪等停车场、惯性影响最小。 控制器使用动态自行车模型,适用于高速环境中路径跟踪等高速公路,惯性效应更加明显。 使用<年代tr在gclass="guilabel">转变类型,ShftType 设置 块实现 不传播。块输出固定齿轮的1。 使用此设置参数的数量最小化需要生成加速和制动命令跟踪车辆向前运动。此设置不允许反向车辆运动。 块使用Stateflow<年代up>® 使用这个设置生成加速和制动命令跟踪正向和反向车辆使用简单的反向运动,中性,传动齿轮改变调度。根据车辆状态和车辆速度反馈,块使用最初的齿轮和所需时间将车辆转移到驱动器或逆转或中性的。 中性的齿轮,块使用制动命令来控制车辆的速度。对于反向齿轮,块使用加速命令产生转矩和制动命令,以减少车辆的速度。 块使用Stateflow图表模型相反,中性,公园,N-speed变速调度。 使用这个设置生成加速和制动命令使用反向追踪车辆正向和反向运动,中性,公园,N-speed变速调度。根据车辆状态和车辆速度反馈,块使用这些参数来确定: 最初的齿轮 加速和减速油门踏板的位置 加速和减速速度 时机和迷人的正向和反向转移中立 中性的齿轮,块使用制动命令来控制车辆的速度。对于反向齿轮,块使用加速命令产生转矩和制动命令,以减少车辆的速度。 块使用输入设备、车辆状态和速度反馈产生加速度和制动命令跟踪车辆正向和反向运动。 中性的齿轮,块使用制动命令来控制车辆的速度。对于反向齿轮,块使用加速命令产生转矩和制动命令,以减少车辆的速度。 使用和<年代tr在gclass="guilabel">纵向速度单位,velUnits 使用<年代tr在gclass="guibutton">输出齿轮信号 齿轮 整数 公园 反向 中性 开车 齿轮 使用<年代tr在gclass="guilabel">输出手轮角 设置 块实现 港口 指挥控制角,规范化的从1到1。块使用轮胎轮角饱和极限<年代tr在gclass="guilabel">轮胎轮角度限制,θ 覆盖控制命令输入转向命令规范化从1到1。 指挥控制的角度,在单位指定的<年代tr在gclass="guilabel">角单元,angUnits 覆盖指导命令输入控制命令,在单位指定的<年代tr在gclass="guilabel">角单元,angUnits 如果你设置控制类型 计算速度控制输出,块使用这些方程。 设置
速度误差低通滤波器使用此传递函数。
计算加速和制动命令,阻止使用这些方程。
方程使用这些变量。 名义上的车辆速度 成比例增加 积分增益 Anti-windup获得 速度前馈增益 年级角前馈增益 年级的角 误差滤波器时间常数 名义上控制输出级 饱和控制输出级 速度误差 饱和和名义控制输出的区别 加速度信号 制动信号 速度反馈信号 参考速度信号 如果你设置<年代tr在gclass="guilabel">纵向控制类型,cntrlType 代表了动力学线性单跟踪车辆(自行车) 最小化了预览单点误差信号 占司机延迟源于感性和神经机制 横向和偏航运动,阻止实现这些线性动态方程。
在矩阵表示法:
单点模型假定最低预览单点误差信号
方程使用这些变量。 分别向前和向后的轮胎位置 汽车的质量 汽车转动惯量 前轮胎转弯系数 后轮胎转弯系数 分别驱动程序预测标量和矢量增益 预测车辆状态向量 横向速度 偏航率 前轮航向角 侧向位移 系统矩阵 分别控制角和前轴引导角 年级的角 控制系数向量 转发(纵向)车辆速度 预览时间窗口 预览路径输入T *秒之前 牵引力 不断观察向量;提供车辆横向位置 静态滚动和动力传动系统阻力 线性滚动和动力传动系统阻力 空气动力学滚动和动力传动系统的阻力 滚动阻力 单点模型由块发现指导命令实现最小化当地的一个性能指标,
最小化
你可以表达最优控制解决方案的当前最优和对应的非零预览输出误差
块使用预览距离和车辆纵向速度来确定预览时间窗口。
方程使用这些变量。 预览时间窗口 预览输入路径 预览植物输出 预览误差信号 分别控制角和最优控制角 预览的距离 性能指标 转发(纵向)车辆速度 单点模型实现的块介绍司机滞后。司机滞后延迟当司机占跟踪任务。具体地说,它是运输延误源于感性和神经机制。计算司机运输延迟,块实现了这个方程。
方程使用这些变量。 司机运输延迟 预览植物输出 预览误差信号 分别控制角和最优控制角 性能指标 如果你设置<年代tr在gclass="guilabel">横向控制类型,controlTypeLat 计算转向角命令,控制器的位置误差和角度误差最小化当前体式的参考。 的 的配置
目标
EnablAccelOvr
布尔
AccelOvrCmd
双
AccelHld
布尔
AccelZero
布尔
EnablDecelOvr
布尔
DecelOvrCmd
双
DecelHld
布尔
DecelZero
布尔
EnblSteerOvr
布尔
SteerOvrCmd
双
SteerHld
布尔
SteerZero
布尔
π
将π
预测
预测
斯坦利
设置 实现
从
在
设置 实现
从
在
没有一个
相反,中性,开车
计划
外部
80年
1
0
1
设备数量
从
SteerCmd
SteerOvrCmd
在
SteerCmd
SteerOvrCmd
控制器:πSpeed-Tracking
方程
π
将π
v<年代ub>笔名
K<年代ub>p
K<年代ub>我
K<年代ub>亚历山大-伍尔兹
K<年代ub>ff
K<年代ub>g
θ
τ<年代ub>犯错
y
y<年代ub>坐
e<年代ub>裁判
e<年代ub>出
y<年代ub>一个cc
y<年代ub>12月
v
v<年代ub>裁判
控制器:预测Speed-Tracking
一个
米
我
C<年代ub>ɑF
C<年代ub>ɑR
一个*
x
v
r
Ψ
y
F
δ
γ
g
U
T *
ƒ(t + t *)
u
米<年代up>T
一个<年代ub>r
b<年代ub>r
c<年代ub>r
F<年代ub>r
T *
ƒ(t + t *)
y (t + t *)
e (t + t *)
u (t)
l
J
U
τ
y (t + t *)
e (t + t *)
u (t)
J
控制器:斯坦利横向轨迹跟踪
港口
输入
输出
参数
引用
[1]碎石,C . C。“线性系统的最优预览控制”。杂志的动态系统、测量和控制。102卷,3号,1980年9月。
[2]碎石,C . C。“应用程序模拟闭环最优预览控制的汽车驾驶”。IEEE系统,人,控制论。问题6卷。11日,1981年6月。
[3]碎石,C . C。开发驱动程序/车辆转向交互模型进行动态分析。最终技术报告umtri - 88 - 53年。密歇根州安阿伯:密歇根大学交通研究所,1988年12月。
[4]霍夫曼,加布里埃尔·M。,Claire J. Tomlin, Michael Montemerlo, and Sebastian Thrun. "Autonomous Automobile Trajectory Tracking for Off-Road Driving: Controller Design, Experimental Validation and Racing."美国控制会议。2007年,页2296 - 2301。doi: 10.1109 / ACC.2007.4282788
[1]碎石,C . C。“线性系统的最优预览控制”。
[2]碎石,C . C。“应用程序模拟闭环最优预览控制的汽车驾驶”。
[3]碎石,C . C。
[4]霍夫曼,加布里埃尔·M。,Claire J. Tomlin, Michael Montemerlo, and Sebastian Thrun. "Autonomous Automobile Trajectory Tracking for Off-Road Driving: Controller Design, Experimental Validation and Racing."
扩展功能
另请参阅
横向的司机 |<年代p一个n我te米年代cope我te米type="//www.tianjin-qmedu.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">纵向驱动程序
横向的司机