四轮独立驱动汽车自动轨迹跟踪+横向稳定性控制 CarSim与Simulink联合控制目标为对给定轨迹进行跟踪(不带轨迹规划)同
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资源介绍:
四轮独立驱动汽车自动轨迹跟踪+横向稳定性控制 CarSim与Simulink联合 控制目标为对给定轨迹进行跟踪(不带轨迹规划)同时进行横向稳定性控制 上层控制器为MPC控制器，输出为附加横摆力矩和方向盘转角,采用了二自由度车辆模型 MPC控制器采用代码编写，原理一目了然 将MPC问题转化为了二次规划方法求解 下层为基于优化控制的转矩分配 带有完整详细的推导文档 可通过该模型学习：★MPC控制★将MPC转化为二次规划的方法★轨迹跟踪控制★MATLAB中二次规划和非线性规划的命令使用方法 MATLAB版本为2018b CarSim版本为2018
技术文章：四轮独立驱动汽车自动轨迹跟踪+横向稳定性控制 CarSim 与 Simulink 联合
摘要：本文介绍了一种基于 CarSim 与 Simulink 联合的四轮独立驱动汽车自动轨迹跟踪加横向稳定
性控制的解决方案。本文以 MPC 控制器为上层控制器，通过代码编写实现附加横摆力矩和方向盘转角
的输出，同时采用二自由度车辆模型进行控制。该解决方案将 MPC 问题转化为二次规划方法求解，并
通过基于优化控制的转矩分配实现下层控制。本文还提供了完整的推导文档，供读者学习 MPC 控制、
将 MPC 转化为二次规划的方法、轨迹跟踪控制以及 MATLAB 中二次规划和非线性规划的命令使用方法
。
1. 引言
自动驾驶技术的发展已经取得了巨大的突破，为汽车行业带来了革命性的变化。汽车的自动轨迹跟踪
与稳定性控制是实现自动驾驶的重要组成部分。本文介绍了一种基于 CarSim 与 Simulink 联合的解
决方案，能够实现四轮独立驱动汽车的自动轨迹跟踪和横向稳定性控制。
2. 解决方案概述
本文的解决方案采用了 MPC（Model Predictive Control）控制器作为上层控制器，通过代码编
写实现附加横摆力矩和方向盘转角的输出。同时，采用了二自由度车辆模型进行控制，以实现对给定
轨迹的准确跟踪。为了解决 MPC 问题，本文将其转化为二次规划方法进行求解。在下层控制方面，采
用基于优化控制的转矩分配，以确保系统的稳定性和可靠性。
3. MPC 控制器设计
MPC 控制器是一种基于模型的控制方法，能够实现系统的轨迹跟踪和稳定性控制。本文采用了代码编
写的方式实现 MPC 控制器，以满足对附加横摆力矩和方向盘转角的输出要求。通过对二自由度车辆模
型的建模和参数设定，可以实现对给定轨迹的准确跟踪。
4. 二次规划方法求解 MPC 问题
为了实现 MPC 控制器的计算和求解，本文将其转化为二次规划问题。借助 MATLAB 中的二次规划和非
线性规划的命令，能够方便地求解系统的最优控制策略。通过基于优化控制的转矩分配，系统能够在
满足轨迹跟踪和稳定性要求的前提下，实现最佳的能量利用和驾驶舒适性。
5. CarSim 与 Simulink 的联合应用
CarSim 是一种专业的汽车仿真软件，能够模拟车辆的动力学行为和驾驶特性。Simulink 是一种广
泛应用于控制系统设计和仿真的工具。本文将 CarSim 与 Simulink 进行了联合应用，实现了对四轮
独立驱动汽车的自动轨迹跟踪和横向稳定性控制。通过 CarSim 可以获取车辆的动力学参数和轨迹信
息，并将其输入到 Simulink 中进行控制计算和仿真。
6. 结论