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基于MATLAB/Simulink的无人车轨迹跟踪控制实现

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简介：
本研究采用MATLAB/Simulink平台，设计并实现了针对无人车辆的高效轨迹跟踪控制系统，验证了算法的有效性和鲁棒性。 无人车轨迹跟踪控制的MATLAB实现可以通过Simulink来完成。

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  • 基于MATLAB/Simulink的无人车轨迹跟踪控制实现
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    本研究利用MATLAB/Simulink平台，开发了一种高效的算法，实现了对无人车行驶路径的精准跟踪控制。 无人车轨迹跟踪控制的MATLAB实现可以通过Simulink来完成。
     
  • 基于MATLAB/Simulink的无人车轨迹跟踪控制实现
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    本研究采用MATLAB/Simulink平台，设计并实现了针对无人车辆的高效轨迹跟踪控制系统，验证了算法的有效性和鲁棒性。 无人车轨迹跟踪控制的MATLAB实现可以通过Simulink来完成。
     
  • 轨迹控制：应用于无人船的轨迹跟踪控制系统
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    本研究聚焦于开发适用于无人船的高效能轨迹跟踪控制技术，旨在实现船舶自主航行时的高精度路径跟随和动态调整能力。 TrajectoryControl用于无人船的轨迹跟踪控制，在基于Matlab的验证数学模型中使用了两轮差速的小车模型。在Trajectory and Control.m文件中的代码主要通过PID环节对航向角进行控制，使小车朝目标前进。而在trajectory(两个闭环).m文件中，则是利用PID环节同时对航向角和距离进行控制，以引导小车到达目的地（效果很好）。我会设定小车的起点坐标为x=2, y=1, theta=pi/6以及终点限制在x=10, y=10；同样地，也可以设置起点为x=2, y=1, theta=pi/2，并将终点设于相同的x和y值。这样可以得到两个不同的轨迹图（仅通过修改航向角theta）。
     
  • 无人船NMPC轨迹跟踪控制的Simulink仿真文件
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    本项目提供了一个基于模型预测控制（NMPC）的Simulink仿真环境，用于研究和测试无人船的精确轨迹跟踪控制算法。 无人船NMPC算法的轨迹跟踪控制策略Simulink仿真文件、无人船NMPC轨迹跟踪控制Simulink文件以及无人船NMPC轨迹跟踪Simulink控制文件。这些内容主要涉及无人船利用非线性模型预测控制（NMPC）进行精确路径追踪的技术实现，通过使用Simulink软件完成相关算法的模拟验证工作。
     
  • 基于MATLAB的自动驾驶车辆直线轨迹跟踪控制实现
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    本研究运用MATLAB平台，开发了针对自动驾驶汽车的直线轨迹跟踪控制系统，并成功实现了精确的路径跟随。 在自动驾驶技术领域，模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）与轨迹跟踪是核心问题之一。MATLAB作为一款强大的数学计算软件，在开发和验证这类算法方面应用广泛。本项目旨在利用MATLAB实现自动驾驶车辆的直线轨迹跟踪控制，并确保路径导航的精确性和行驶安全。 一、自动驾驶车辆模型 在MATLAB环境中，首先需要建立一个描述车辆动态特性的数学模型，包括车辆的动力学模型。该模型通常考虑的因素有质心位置、速度、角速度和转向角等。为了简化分析，一般将运动方向分为纵向（前进/后退）与横向（侧滑），并通过动力学方程来描述： 1. 纵向模型：涉及发动机、制动器及空气阻力对车辆速度的影响。 2. 横向模型：讨论轮胎的侧向力和横摆角速度，以理解转向时的侧滑行为。 二、轨迹规划 直线轨迹跟踪是自动驾驶的基本任务之一。在MATLAB中，可以利用几何方法生成预设路径，并将其参数化以便车辆进行追踪。 三、模型预测控制 MPC是一种基于对未来一段时间内系统行为预测的优化控制策略，在自动驾驶场景下，它可以根据当前状态和预定轨迹计算出一系列合适的转向角与加速度指令，使车辆尽可能贴近预定路径： 1. 预测模型：根据车辆模型预测未来多个时间步长内的车辆状态。 2. 目标函数：定义为最小化车辆轨迹误差的平方或其它性能指标。 3. 约束条件：考虑到物理限制如最大速度、加速度和转向角，这些都应纳入优化问题约束。 四、MATLAB工具箱应用 Simulink与Control System Toolbox等MATLAB提供的工具箱便于构建和仿真控制系统。在本项目中，可以利用Simulink创建车辆模型及MPC控制器的图形化表示，并使用Control System Toolbox中的算法求解MPC问题。 五、轨迹跟踪控制算法设计 1. 误差定义：通过比较实际位置与预设路径计算横向误差和偏航误差。 2. 控制律设计：根据上述误差，利用MPC计算出合适的转向角指令及加速度指令。 3. 实时更新：在车辆运行过程中不断重新计算控制输入以适应实时变化的车辆状态。 六、仿真与验证 通过MATLAB环境对整个控制系统进行仿真实验，分析不同工况下的跟踪性能。可通过调整预测步长和控制间隔等MPC参数来优化控制效果。 七、实际应用 完成仿真验证后，这些算法可以通过MATLAB代码生成功能转换为C/C++代码，并嵌入到自动驾驶车辆的实际硬件系统中，在现实道路上实现直线轨迹的精确追踪。 总结来说，利用MATLAB实现自动驾驶车辆模型的直线轨迹跟踪控制涉及多个方面包括建立动力学模型、规划路径、设计MPC策略及进行仿真实验。通过这些工具和功能的支持，可以高效地开发并测试此类算法，为自动驾驶技术的发展提供有力支持。
     
  • 基于Matlab/Simulink运动学的LQR轨迹跟踪控制算法
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    本研究提出了一种基于Matlab/Simulink平台的LQR（线性二次型调节器）轨迹跟踪控制算法，用于优化机械臂或移动机器人的运动学模型，实现精确路径规划与动态调整。 通过Matlab/simulink完成控制系统搭建，由于网上大多数资源都是基于动力学的LQR控制，因此需要自己构建基于运动学的LQR控制。这对于学习无人驾驶车辆控制的朋友来说非常合适。本人博客中已经展示了详细的控制器函数，如果仅对控制算法感兴趣可以阅读对应的文章。本资源包括路径规划、控制算法、车辆模型和可视化界面，并且所有模型都是在simulink环境中搭建完成的。
     
  • 四旋翼无人机轨迹跟踪控制的Simulink&GUI文件.rar
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    本资源包含用于四旋翼无人机轨迹跟踪控制的Simulink模型及GUI设计文件，适用于飞行控制系统的研究与开发。 资源包括四旋翼无人机轨迹跟踪控制的Simulink和GUI源文件。用户可以自行设置6个跟踪点，并调节PID参数。此项目适合初学者学习GUI设计及无人机控制系统。
     
  • 基于模型预测控制(MPC)的无人驾驶汽车轨迹跟踪Matlab代码
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    本项目提供了一套基于模型预测控制（MPC）算法的无人驾驶汽车轨迹跟踪系统Matlab实现方案。代码实现了对车辆路径规划与实时调整，确保精确跟随预定路线。 基于模型预测（MPC）的无人驾驶汽车轨迹跟踪的MATLAB代码可以用于实现精确控制车辆沿着预定路径行驶的功能。这种技术通过优化算法来计算最优控制输入序列，确保车辆能够安全、高效地完成驾驶任务。在开发此类系统时，使用MATLAB和Simulink可以帮助工程师快速迭代设计，并进行详尽的仿真测试以验证系统的性能与稳定性。
     
  • chap6_LocalPlan_TrackingCtrl_无人驾驶轨迹规划_基于mpc的控制方法_无人驾驶车辆_车辆跟踪控制
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    本章节探讨了无人驾驶车辆中基于模型预测控制（MPC）的轨迹跟踪算法，重点研究其在实现精确路径跟随和动态调整驾驶策略中的应用。 在无人驾驶车辆模型预测控制的第二版第六章中，讨论了加入规划层的轨迹跟踪控制方法。
     
  • 基于PID的轨迹跟踪Simulink仿真实现.rar
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    本资源提供了一种利用PID控制算法实现机器人或车辆精准路径追踪的Simulink仿真模型。通过调节PID参数优化轨迹跟踪性能，适用于自动驾驶和机器人导航研究。 PID路径跟踪小程序的仿真实现在MATLAB/Simulink环境中实现，并同时生成动态图。