纵向控制器斯坦利

用斯坦利法控制车辆纵向速度

库:
自动驾驶工具箱/车辆控制

描述

的纵向控制器斯坦利block计算控制车辆速度的加速和减速命令，以米/秒为单位。指定参考速度、当前速度和当前驱动方向。控制器使用Stanley方法计算这些命令[1]块作为一个离散比例积分(PI)控制器与积分反卷绕实现。有关更多细节，请参见算法。

您还可以使用Stanley方法计算车辆的转向角命令。看到横向控制器斯坦利块。

港口

输入

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`RefVelocity`——参考速度
真正的标量

参考速度，单位是米/秒，用实标量表示。

`CurrVelocity`——当前的速度
真正的标量

飞行器的当前速度，单位是米/秒，用实标量表示。

`方向`——行驶方向
`1`(移动)|`1`(反向运动)

车辆行驶方向，规定为1对于向前运动和1反向运动。

`重置`-触发复位积分速度误差
`0`(保持稳定)|非零标量(复位)

触发复位积分速度误差，e(k),为零。的值0持有e(k)稳定。非零值重置e(k)。

输出

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`AccelCmd`——加速命令
在[0，米_一个]

加速命令，以[0]范围内的实标量返回，米_一个),米_一个的值是多少最大纵向加速度(m/s^2)参数。

`DecelCmd`——减速命令
在[0，米_D]

减速命令，以[0]范围内的实标量返回，米_D),米_D的值是多少最大纵向减速(m/s^2)参数。

参数

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`比例增益,Kp`——比例增益
`2.5`(默认)|为正实标量

控制器的比例增益，K_p，指定为正的实标量。

`积分增益,吻`——积分获得
`1`(默认)|为正实标量

控制器的积分增益，K_我，指定为正的实标量。

`样品时间(年代)`——样品时间
`0.05`(默认)|为正实标量

控制器的采样时间，以秒为单位，指定为正的实标量。

`最大纵向加速度(m/s^2)`-最大纵向加速度
`3.`(默认)|为正实标量

最大纵向加速度，单位是米/秒的平方，表示为正的实标量。

块使输出饱和AccelCmd取值范围[0，米_一个),米_一个为该参数的值。值高于米_一个将米_一个。

`最大纵向减速(m/s^2)`-最大纵向减速
`6`(默认)|为正实标量

最大纵向减速，以米/秒的平方为单位，指定为正的实标量。

块使输出饱和DecelCmd端口到范围[0，米_D),米_D为该参数的值。值高于米_D将米_D。

模型的例子

控制车辆速度

使用纵向控制器控制车辆前进时的速度。

开放模式

Simulink的自动泊车服务金宝app

在Simulink中构建自动泊车代客系统金宝app^®与自动驾驶工具箱™。

开放模式

算法

的纵向控制器斯坦利块实现了一个具有积分反紧的离散比例积分(PI)控制器，如Anti-windup方法(金宝appSimulink) PID控制器块的参数。block使用如下公式:

$u (k) = (K_{p} + K_{我} \frac{T_{年代} z}{z - 1}) e (k)$

u(k)是控制信号k时间步长。
K_p是比例增益，因为设置比例增益,Kp参数。
K_我的积分增益积分增益,吻参数。
T_年代块的采样时间是否以秒为单位样品时间(年代)参数。
e(k为速度误差(CurrVelocity- - - - - -RefVelocity)k时间步长。为每一个k，此误差等于电流速度与参考速度输入(CurrVelocity- - - - - -RefVelocity)。

控制信号,u，确定加速命令的值AccelCmd和减速命令DecelCmd。块将加速和减速命令饱和到各自的范围[0，米_一个]和[0,米_D),地点:

米_一个的值。最大纵向加速度(m/s^2)参数。
米_D的值是多少最大纵向减速(m/s^2)参数。

在每个时间步，只有一个AccelCmd和DecelCmd端口值为正，另一个端口值为0。换句话说，车辆可以在一个时间步内加速或减速，但不能同时做这两件事。

中指定的运动方向方向输入端口，确定哪个命令在给定的时间步长是正的。

方向端口值	控制信号值u(k)	AccelCmd端口值	DecelCmd端口值	描述
`1`(移动)	u(k)> 0	积极的真正的标量	`0`	车辆前进时加速
`1`(移动)	u(k)< 0	`0`	积极的真正的标量	车辆前进时减速
`1`(反向运动)	u(k)> 0	`0`	积极的真正的标量	车辆倒车时减速
`1`(反向运动)	u(k)< 0	积极的真正的标量	`0`	车辆在倒车时加速

参考文献

[1] Hoffmann, Gabriel M.， Claire J. Tomlin, Michael Montemerlo，和Sebastian Thrun。越野自动汽车轨迹跟踪:控制器设计、实验验证和赛车。美国控制会议。2007年8月，第2296-2301页。doi: 10.1109 / ACC.2007.4282788。

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描述

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