Боковой отслеживающий путь контроллер
Vehicle Dynamics Blockset / Сценарии Транспортного средства / Драйвер
Блок Lateral Driver реализует модель управления, чтобы сгенерировать нормированные держащиеся команды, которые отслеживают боковое ссылочное смещение. Нормированные руководящие команды могут варьироваться между-1 к 1. Чтобы смоделировать динамику, блок использует линейный одноколейный путь (велосипед) модель. Используйте блок Lateral Driver для:
Замкните круг между предопределенным путем и фактическим движением транспортного средства.
Сгенерируйте держащиеся команды, та дорожка предопределила пути. Можно соединить блок Lateral Driver выход с держащимися входными параметрами блока.
Используйте параметры External Actions, чтобы создать входные порты для сигналов, которые могут отключить, содержать или заменить руководящую команду с обратной связью. Блок использует этот порядок приоритетов для входных команд: отключите (самый высокий), содержите, переопределение. Блок использует этот порядок приоритетов для входных команд: отключите (самый высокий), содержите, переопределение.
Эта таблица суммирует параметры внешнего действия.
Цель | Параметр внешнего действия | Input port | Тип данных |
---|---|---|---|
Замените держащуюся команду с входной руководящей командой. | Steering override |
| Boolean |
| double | ||
Содержите держащуюся команду в текущем значении. | Steering hold | SteerHld | Boolean |
Отключите держащуюся команду. | Steering disable | SteerZero | Boolean |
Используйте параметр Output handwheel angle, чтобы задать модули для держащихся портов.
Установка | Блокируйте реализацию | Порт | |
---|---|---|---|
| Управляемый регулируют угол, нормированный от-1 до 1. Блок использует угловой предел насыщения колеса шины параметр Tire wheel angle limit, theta, чтобы нормировать команду. |
| |
Заменяет держащуюся команду с входной руководящей командой, нормированной от-1 до 1. |
| ||
| Управляемый регулируют угол, в модулях, заданных Angular units, angUnits. |
| |
Заменяет держащуюся команду с входной руководящей командой, в модулях, заданных Angular units, angUnits. |
|
Кроме того, можно задать угловой предел насыщения колеса шины с помощью параметра Tire wheel angle limit, theta.
Используйте параметр Lateral control type, controlTypeLat, чтобы задать тип бокового управления. Таблица задает реализацию блока.
Установка | Блокируйте реализацию | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Оптимальный предварительный просмотр одно точки (предусматривает) модель управления, разработанную К. К. Макэдэм1, 2 года, 3. Модель представляет драйвер, регулирующий поведение управления во время следования траектории и маневров предотвращения препятствия. Предварительный просмотр драйверов (смотрит вперед), чтобы следовать за предопределенным путем. | ||||||||||||
| Контроллер, который использует метод Stanley4, чтобы минимизировать ошибку положения и угловую погрешность текущего положения относительно ссылочного положения. На панели Reference Control используйте:
|
Используйте параметр Angular units, angUnits, чтобы задать угловые единицы для портов ввода и вывода.
Если вы устанавливаете Lateral control type, controlTypeLat на Predictive
, реализации блока Lateral Driver оптимальный предварительный просмотр одно точки (предусматривают) модель управления, разработанную К. К. Макэдэм1, 2 года, 3. Модель представляет драйвер, регулирующий поведение управления во время следования траектории и маневров предотвращения препятствия. Предварительный просмотр драйверов (смотрит вперед), чтобы следовать за предопределенным путем. Реализовывать модель MacAdam, блок:
Представляет динамику как линейный одноколейный путь (велосипед) транспортное средство
Минимизирует предварительно просмотренный сигнал ошибки в одной точке T* секунды вперед вовремя
Счета на получение задержки драйвера из перцепционных и нейромускульных механизмов
Этот рисунок иллюстрирует реализацию блока версии одно точки модели драйвера.
Для ответвления и движения рыскания, блок реализует эти линейные динамические уравнения.
В матричном обозначении:
Модель одно точки принимает минимальный предварительно просмотренный сигнал ошибки в одной точке T* секунды вперед вовремя.* способность к драйверу предсказать будущий ответ транспортного средства на основе текущего руководящего входа управления. b* способность к драйверу предсказать будущий ответ транспортного средства на основе текущего состояния транспортного средства. Блок использует эти уравнения.
Уравнения используют эти переменные.
a, B |
Передайте и назад утомите местоположение, соответственно |
m |
Масса транспортного средства |
I |
Транспортное средство вращательная инерция |
CɑF |
Передний коэффициент движения на повороте шины |
CɑR |
Коэффициент движения на повороте задней шины |
a, B |
Скаляр предсказания драйвера и векторное усиление, соответственно |
x |
Предсказанный вектор состояния транспортного средства |
v | Поперечная скорость |
r |
Уровень рыскания |
Ψ |
Передний угол рыскания колеса |
y |
Боковое смещение |
F |
Системная матрица |
δ, δF | Регулируйте угол, и передняя ось регулируют угол, соответственно |
g |
Управляйте вектором коэффициентов |
U | Передайте (продольную) скорость транспортного средства |
T* |
Окно времени предварительного просмотра |
ƒ(t+T*) |
Предварительно просмотренный вход path T* секунды вперед |
U |
Передайте скорость транспортного средства |
mT |
Постоянный вектор наблюдателя; обеспечивает положение ответвления транспортного средства |
Модель одно точки, реализованная блоком, находит держащуюся команду, которая минимизирует локальный индекс эффективности, J, на текущем интервале предварительного просмотра, (t, t+T).
Чтобы минимизировать J относительно держащейся команды, это условие нужно соблюдать.
Можно описать решение для оптимального управления в терминах текущей неоптимальной и соответствующей ненулевой ошибки на выходе предварительного просмотра секунды T* ahead1, 2, 3.
Блок использует расстояние предварительного просмотра и транспортное средство продольная скорость, чтобы определить окно времени предварительного просмотра.
Уравнения используют эти переменные.
T* | Окно времени предварительного просмотра |
ƒ(t+T*) | Предварительно просмотренный вход path секунда T* вперед |
y(t+T*) | Предварительно просмотренный объект секунда выхода T* вперед |
e(t+T*) | Предварительно просмотренный сигнал ошибки секунда T* вперед |
u(t), uo(t) | Регулируйте угол, и оптимальный регулируют угол, соответственно |
L | Расстояние предварительного просмотра |
J | Индекс эффективности |
U | Передайте (продольную) скорость транспортного средства |
Модель одно точки, реализованная блоком, вводит задержку драйвера. Задержка драйвера составляет задержку, когда драйвер отслеживает задачи. А именно, это - транспортное получение задержки из перцепционных и нейромускульных механизмов. Чтобы вычислить транспортную задержку драйвера, блок реализует это уравнение.
Уравнения используют эти переменные.
τ | Транспортная задержка драйвера |
y(t+T*) | Предварительно просмотренный объект секунда выхода T* вперед |
e(t+T*) | Предварительно просмотренный сигнал ошибки секунда T* вперед |
u(t), uo(t) | Регулируйте угол, и оптимальный регулируют угол, соответственно |
J | Индекс эффективности |
Если вы устанавливаете Lateral control type, controlTypeLat на Stanley
, блок реализует Стэнли method4. Чтобы вычислить держащуюся угловую команду, контроллер Стэнли минимизирует ошибку положения и угловую погрешность текущего положения относительно ссылочного положения. Направление движения транспортного средства определяет эти ошибочные значения.
Чтобы вычислить держащуюся угловую команду, контроллер минимизирует ошибку положения и угловую погрешность текущего положения относительно ссылочного положения.
position error является боковым расстоянием от центра тяжести (CG) транспортного средства до контрольной точки на пути.
angle error является углом транспортного средства относительно ссылочного пути.
[1] Щебеночное покрытие, C. C. "Оптимальное управление предварительным просмотром для линейных систем". Журнал динамических систем, измерения и управления. Издание 102, номер 3, сентябрь 1980.
[2] Щебеночное покрытие, C. C. "Приложение оптимального управления предварительным просмотром для симуляции автомобильного управления с обратной связью". Транзакции IEEE в системах, человеке и кибернетике. Издание 11, выпуск 6, июнь 1981.
[3] Щебеночное покрытие, C. C. Разработка Драйвера/Транспортного средства, Регулирующего Модели Взаимодействия для Динамического анализа. Итоговый Технический отчет UMTRI-88-53. Анн-Арбор, Мичиган: Научно-исследовательский институт Транспортировки Мичиганского университета, декабрь 1988.
[4] Хоффман, Габриэль М., Клэр Дж. Томлин, Майкл Монтемерло и Себастиан Трун. "Автономное Автомобильное Отслеживание Траектории для Управления Для бездорожья: Проектирование контроллера, Экспериментальная Валидация и Гонки". Американская Конференция по Управлению. 2007, стр 2296–2301. doi:10.1109/ACC.2007.4282788