本资源提供了一套基于模型预测控制（MPC）实现自动驾驶汽车路径跟踪的方案与MATLAB源代码。适用于研究和教学目的。
自动驾驶汽车技术是现代汽车行业的重要研究领域之一，其中基于模型预测的轨迹追踪与控制尤为关键。本项目旨在利用MATLAB实现通过模型预测控制（MPC）来精确地进行自动驾驶车辆的路径跟踪。
理解模型预测控制的概念至关重要：这是一种先进的控制系统策略，它依赖于系统动态行为的数学建模，并据此优化未来的系统表现，制定最优决策方案。在自动驾驶汽车的应用中，这种技术能够考虑多个时间点上的车辆状态信息，在满足各种约束条件（如速度和加速度限制）的同时实现最佳路径规划。
此项目提供的MATLAB源代码可能包含以下部分：
1. **车辆动力学模型**：这是MPC的基础组成部分，通常由一系列非线性微分方程表示。这些方程描述了汽车的速度、位置及转向角度等参数随时间的变化情况，并考虑诸如质量、转动惯量和轮胎摩擦力等因素的影响。
2. **预测建模**：根据车辆动力学模型进行未来一段时间内车辆行为的模拟，这通常需要数值求解器的支持，如四阶龙格-库塔法。
3. **优化问题设定**：定义MPC的目标函数，比如最小化与理想轨迹之间的偏差，并且考虑控制输入的各种约束条件（例如最大加速度和转向率）。
4. **控制器设计**：通过MATLAB的`fmincon`或`quadprog`等优化工具箱求解实时出现的最优化问题，以获得当前时间点的最佳控制参数值。
5. **轨迹追踪算法**：结合MPC的结果数据来动态调整车辆的速度和方向，确保其尽可能接近预设路径。
6. **仿真环境**：可能包括一个MATLABSimulink模型用于模拟不同条件下汽车的行为表现，并验证所设计的控制策略的有效性。
7. **结果分析**：代码中也可能包含部分的数据可视化功能以展示轨迹追踪的效果，如车辆的位置、速度和转向角随时间的变化情况等图表信息。
通过本项目的学习与实践，研究者或开发者能够深入理解MPC在自动驾驶领域中的应用，并探索不同控制策略对路径跟踪性能的影响。这不仅有助于理论上的探究，同时也为实际系统的开发提供了宝贵的参考价值。此外，MATLAB作为一种强大的工程计算工具，在这种复杂的控制系统设计中发挥着重要作用。
5星
