無人駕駛車輛模型預測控制

目  錄
第1章 無人駕駛車輛與模型預測控制
1.1 無人駕駛車輛
1.1.1 無人車輛通用概念
1.1.2 無人駕駛車輛
1.2 路徑跟蹤與軌跡跟蹤
1.2.1 路徑規(guī)劃與軌跡規(guī)劃
1.2.2 路徑跟蹤與軌跡跟蹤
1.3 模型預測控制在無人駕駛車輛運動規(guī)劃與控制中的應用
1.3.1 運動規(guī)劃算法的模型約束
1.3.2 軌跡跟蹤控制的模型約束
1.4 本書內(nèi)容與結構說明
第2章 車輛運動學與動力學建模
2.1 車輛運動學建模及驗證
2.1.1 車輛運動學建模
2.1.2 車輛運動學模型驗證
2.2車輛動力學建模及驗證
2.2.1 車輛單軌模型
2.2.2 輪胎模型
2.2.3 小角度假設下的車輛動力學模型
第3章：模型預測控制算法基礎與仿真分析
3.1 基本理論
3.1.1 生活中的啟示
3.1.2 控制理論中的描述
3.2 一個簡單的實例
3.3 線性時變模型預測控制算法
3.3.1 問題描述
3.3.2 非線性系統(tǒng)線性化方法
3.3.3 工程實例
3.4 非線性模型預測控制算法
3.4.1 問題描述
3.4.2 非線性模型預測控制的數(shù)值解法
3.4.3 工程實例
3.5 線性約束下的二次型規(guī)劃控制算法
3.5.1 線性約束轉(zhuǎn)化為LQR問題
3.5.2 LQR在無人駕駛車輛路徑跟蹤中的應用
3.5.3 LQR進行路徑跟蹤的工程實例
3.5.4 小結
第4章：給定軌跡的軌跡跟蹤控制
4.1 問題的描述
4.2 基于運動學模型的軌跡跟蹤控制器設計
4.2.1車輛運動學建模
4.2.2目標函數(shù)設計
4.2.3約束條件設計
4.3 仿真平臺概述
4.3.1 CarSim軟件介紹
4.3.2 Simulink/CarSim聯(lián)合仿真平臺
4.4 仿真實例
4.4.1  CarSim與Simulink聯(lián)合仿真
4.4.3  基于MPC的軌跡跟蹤控制器的設計
4.6 基于運動學模型的軌跡跟蹤仿真結果分析
第5章 基于動力學模型的無人駕駛車輛主動轉(zhuǎn)向控制
5. 1 理論基礎
5.1.1 線性誤差方程
5.1.2 約束條件建立
5.1.3 模型預測控制器設計
5.2 聯(lián)合仿真平臺搭建
5.2.1 在CarSim中建立車輛模型
5.2.2 控制程序編寫
5.3 仿真驗證
5.3.1 參考軌跡選擇
5.3.2 不同仿真工況下的仿真結果
第6章 加入規(guī)劃層的軌跡跟蹤控制
6.1結合規(guī)劃層的軌跡跟蹤控制系統(tǒng)
6.2基于MPC的軌跡規(guī)劃器
6.2.1 參考點的選擇
6.2.2 避障功能函數(shù)
6.2.3 五次多項式軌跡擬合
6.2.4 非線性二次規(guī)劃計算
6.3 基于MPC的路徑跟蹤控制器
6.4 不同車速下的跟蹤控制仿真實例驗證
6.4.1 車輛參數(shù)設置
6.4.2 仿真工況設置
6.4.3 CarSim/Simulink聯(lián)合求解
第7章 航向跟蹤預估控制算法
7.1 概述
7.2 二自由度無人駕駛車輛動力學模型
7.3 航向預估算法原理
7.4 PID控制算法
7.5 仿真結果
7.5.1 航向階躍響應仿真
7.5.2 路徑偏差階躍響應仿真
7.6 實驗結果
7.6.1 1-航向階躍實驗
7.6.2 實驗2-航向連續(xù)跟蹤實驗
7.6.3 實驗3-航向預估算法在路徑跟蹤控制中的應用
附錄A  Carsim8.02應用高版本Matlab
符號表
參考文獻