Эта модель использует блок Velocity Profiler для формирования профиля скорости для траектории движения, которая включает кривую и изменение направления. В этой модели транспортное средство движется вперед по криволинейной траектории на 50 метров, а затем движется прямо задним ходом ещё на 50 метров.
Блок профилировщика скорости создает профили скорости на основе ограничений скорости, ускорения и рывка, заданных с помощью параметров. Созданный профиль скорости можно использовать в качестве входных опорных скоростей контроллера транспортного средства.
Эта модель предназначена для иллюстрации и не показывает, как использовать блок Velocity Profiler в полной автоматизированной модели вождения. Чтобы узнать, как использовать этот блок в такой модели, см. пример автоматической парковки в Simulink.
Модель состоит из одного блока Velocity Profiler с постоянными входами. Откройте модель.
model = 'VelocityProfileCurvedPathDirectionChanges';
open_system(model)
Первые три входа определяют информацию о пути движения.
Ввод Directions определяет направление движения транспортного средства вдоль траектории, где 1 означает движение вперед, а -1 означает движение назад. В первом сегменте пути, поскольку транспортное средство движется только вперед, направление равно 1 вдоль всего сегмента. Во втором сегменте пути, поскольку транспортное средство движется только в обратном направлении, направление равно -1 вдоль всего сегмента.
Входной параметр CumLengths указывает длину пути. Путь состоит из двух 50-метровых сегментов. Первый сегмент представляет левый поворот вперед, а второй сегмент представляет прямой путь в обратном направлении. Путь состоит из последовательности из 200 совокупных длин пути с 100 длинами на 50-метровый сегмент.
Входные данные «Кривизны» определяют кривизну вдоль этой траектории. Кривизна первого отрезка пути соответствует радиусу поворота 50 метров. Поскольку второй сегмент траектории прямой, кривизна равна 0 вдоль всего сегмента.
В полной автоматизированной модели управления можно получить эти входные значения из выходных данных блока сглаженного сплайна траектории, который сглаживает траекторию на основе набора поз.
Входные значения StartVelocity и EndVelocity определяют скорость транспортного средства в начале и конце пути соответственно. Транспортное средство начинает движение со скоростью 1 метр в секунду и достигает конца движения со скоростью -1 метр в секунду. Отрицательная скорость указывает на то, что транспортное средство движется в обратном направлении в конце пути.
Смоделировать модель для создания профиля скорости.
out = sim(model);
Профиль выходной скорости представляет собой последовательность скоростей вдоль траектории, которые удовлетворяют ограничениям скорости, ускорения и рывка, указанным в параметрах блока Velocity Profiler.
Блок также выводит время, в которое транспортное средство прибывает в каждую точку вдоль траектории. Этот вывод можно использовать для визуализации скоростей во времени.
Используйте выходные данные моделирования для построения графика профиля скорости.
t = length(out.tout); velocities = out.yout.signals(1).values(:,:,t); times = out.yout.signals(2).values(:,:,t); plot(times,velocities) title('Velocity Profile') xlabel('Time (s)') ylabel('Velocity (m/s)') annotation('textarrow',[0.63 0.53],[0.56 0.56],'String',{'Direction change'}); grid on
Для этого пути блок Velocity Profiler генерирует два отдельных профиля скорости: один для прямого левого поворота и один для прямого обратного движения. На конечном выходе блок объединяет эти скорости в единый профиль скорости.
Транспортное средство, которое следует этому профилю скорости:
Начинается со скорости 1 метр в секунду
Ускоряется вперед
Замедляется до достижения скорости 0, чтобы транспортное средство могло переключать направления движения
Ускоряется в обратном направлении
Замедляется до достижения конечной скорости
В обоих направлениях движения транспортное средство не достигает максимальной скорости, заданной параметром Maximum allowable speed (m/s) блока Velocity Profiler, поскольку путь слишком короткий.
Дополнительные сведения о том, как блок вычисляет профиль скорости, см. в разделе Алгоритмы на странице ссылок блока Velocity Profiler.
Сглаженный сплайн траектории | Профилировщик Velocity