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纵向控制器斯坦利

采用斯坦利法控制车辆的纵向速度

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  • 自动驾驶工具箱/车辆控制

  • 纵向控制器

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指令，单位为米每秒。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］，该模块实现了一个离散比例积分(PI)控制器与积分反上滞。有关详细信息，请参见算法．

你也可以使用斯坦利方法来计算车辆的转向角度指令。看到横向控制器斯坦利块。

港口

输入

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参考速度，单位为米每秒，指定为实标量。

飞行器的当前速度，单位为米/秒，指定为实标量。

车辆行驶方向，指定为1向前运动－1反向运动。

触发重置速度误差积分，e（k),为零。的值0持有e（k)稳定。非零值将重置e（k）．

输出

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加速命令，返回为范围[0]的实标量，米一个),米一个价值是多少最大纵向加速度(m/s^2)参数。

减速命令，返回为范围[0]的实标量，米D),米D价值是多少最大纵向减速(m/s^2)参数。

参数

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控制器比例增益，Kp，指定为正实标量。

控制器积分增益，K我，指定为正实标量。

控制器的采样时间，单位为秒，指定为正实标量。

最大纵向加速度，单位为米每秒平方，指定为正实标量。

模块的输出饱和AccelCmd到范围[0，米一个),米一个是该参数的值。值高于米一个将米一个．

最大纵向减速，单位为米/秒的平方，指定为正实标量。

模块的输出饱和DecelCmd端口到范围[0，米D),米D是该参数的值。值高于米D将米D．

模型的例子

控制车辆速度

控制车辆速度

使用纵向控制器控制车辆前进的速度。
Simulink中的自动泊车服务金宝app

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在Simulink中构建一个自动泊车代客系统金宝app®自动驾驶工具箱™。

算法

的纵向控制器斯坦利块实现了具有积分反上滞的离散比例积分(PI)控制器，如Anti-windup方法(金宝app模型)参数的PID控制器块。block使用这个等式:

u （ k ） ＝ （ K p + K 我 T 年代 z z − 1 ） e （ k ）

  • u（k)是控制信号k时间步长。

  • Kp比例增益是由比例增益,Kp参数。

  • K我积分增益是由积分增益,吻参数。

  • T年代块的采样时间是否以秒为单位，由样品时间(年代)参数。

  • e（k)为速度误差(CurrVelocity- - - - - -RefVelocity)k时间步长。为每一个k，该误差等于当前速度与参考速度输入的差值(CurrVelocity- - - - - -RefVelocity）．

控制信号,u，决定加速命令的值AccelCmd和减速命令DecelCmd．该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:

  • 米一个的价值最大纵向加速度(m/s^2)参数。

  • 米D价值是多少最大纵向减速(m/s^2)参数。

在每个时间步骤中，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，但它不能同时做这两件事。

运动的方向，如方向输入端口，确定在给定的时间步长下哪个命令是正的。

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 汽车向前行驶时加快了速度

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

u（k) < 0

 积极的真正的标量 0 车辆倒车时加速行驶

参考文献

Hoffmann, Gabriel M.， Claire J. Tomlin, Michael Montemerlo和Sebastian Thrun。《越野驾驶自动汽车轨迹跟踪:控制器设计、实验验证与竞赛》。美国控制会议．2007年8月，第2296-2301页。doi: 10.1109 / ACC.2007.4282788。

扩展功能

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

另请参阅

块

介绍了R2019a

自动驾驶工具箱文档

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用Simulink实现自适应巡航控制器金宝app

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