纵向控制器斯坦利

使用斯坦利法控制车辆的纵向速度

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自动化驾驶工具箱/车辆控制

描述

这纵向控制器斯坦利块计算加速度和减速命令，以米为单位，控制车辆的速度。指定参考速度，电流速度和电流驱动方向。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．

您还可以使用Stanley方法计算车辆的转向角命令。看看横向控制器斯坦利堵塞。

港口

输入

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`转换`——参考速度
真正的标量

参考速度，单位为米每秒，指定为实标量。

`课程`- 当前速度
真正的标量

飞行器的当前速度，单位为米/秒，指定为实标量。

`方向`——行驶方向
`1`(移动)|`－1`（反向运动）

车辆的行驶方向，指定为1用于前进运动和－1用于反向运动。

`重置`- 触发重置速度错误的整体
`0.`（保持稳定）|非零标量（重置）

触发器重置速度误差的积分，E.（K.),为零。的值0.拥有E.（K.）稳定的。非零值重置E.（K.）。

输出

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`加速`——加速命令
范围内的真正标量[0，M._一种]

加速命令，返回范围内的实际标量[0，M._一种]，在哪里M._一种价值是多少最大纵向加速度（m / s ^ 2）范围。

`减速`——减速命令
范围内的真正标量[0，M._D.]

减速命令，返回为范围[0]的实标量，M._D.]，在哪里M._D.价值是多少最大纵向减速(m/s^2)范围。

参数

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`比例增益，kp`——比例增益
`2．5`（默认）|积极的标量

控制器的比例增益，K._P.，指定为一个正实标量。

`积分增益，ki`——积分获得
`1`（默认）|积极的标量

控制器积分增益，K._一世，指定为一个正实标量。

`采样时间`- 采样时间
`0.05`（默认）|积极的标量

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（m / s ^ 2）`- 最大纵向加速度
`3.`（默认）|积极的标量

最大纵向加速，以米为单位平方米，指定为正实标量。

块将输出达到来自的输出加速到范围[0，M._一种]，在哪里M._一种是此参数的值。价值观M._一种设置为M._一种．

`最大纵向减速(m/s^2)`—最大纵向减速
`6.`（默认）|积极的标量

最大纵向减速，以每秒平方米，指定为正实标量。

块将输出达到来自的输出减速到范围的端口[0，M._D.]，在哪里M._D.是此参数的值。价值观M._D.设置为M._D.．

模型例子

控制车辆速度

使用纵向控制器控制车辆前向动作的速度。

Simulink中的自动泊车服务金宝app

在Simulink中构建一个自动泊车代客系统金宝app^®使用自动化驾驶工具箱™。

算法

这纵向控制器斯坦利块实现具有整体防卷的离散比例积分（PI）控制器，如图所示抗卷绕方法（金宝appSimulink）PID控制器块的参数。该块使用此等式：

$你（ K. 的） = （ {K.}_{P.} + {K.}_{一世} \frac{{T.}_{S.} Z.}{Z. - 1} 的） E. （ K. 的）$

你（K.）是控制信号K.时间步长。
K._P.是比例增益，如图所示比例增益，kp范围。
K._一世是一体化的增益，如图所示积分增益，ki范围。
T._S.是块的示例时间在秒内，如图所示采样时间范围。
E.（K.）是速度错误（课程-转换）在这一点K.时间步长。为每一个K.，此误差等于当前速度和参考速度输入之间的差值（课程-转换）。

控制信号,你，确定加速命令的值加速和减速命令减速．该块将加速和减速命令饱和到各自的范围[0，M._一种[0，M._D.]，在哪里：

M._一种的价值最大纵向加速度（m / s ^ 2）范围。
M._D.价值是多少最大纵向减速(m/s^2)范围。

每次步骤，只有一个加速和减速端口值为正，另一个端口值为0.．换句话说，车辆可以在一次步骤中加速或减速，但是它不能一次性效果。

运动的方向，如方向输入端口，确定在给定时间步骤中的哪个命令是肯定的。

方向端口值	控制信号值你（K.的）	AccelCmd端口值	Decelcmd端口价值	描述
`1`（前进运动）	你（K.）> 0	积极的标量	`0.`	车辆在前进时加速
`1`（前进运动）	你（K.）<0	`0.`	积极的标量	车辆前进时减速
`－1`（反向运动）	你（K.）> 0	`0.`	积极的标量	当它反向行驶时，车辆就会减慢
`－1`（反向运动）	你（K.）<0	积极的标量	`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。

扩展能力

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

也可以看看

块

横向控制器斯坦利|路径平滑样条|PID控制器（金宝appSimulink）|速度分析器

在R2019A引入

纵向控制器斯坦利

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