前言:

前段時間在做MPC(模型預測控制)的模擬實驗,在Carsim的設置上走了不受彎路,網上多是關於老版本的Carsim教程。單單在輸入通道設置上就試了一兩天,纔可以控制車速和方向盤角。所以給大家分享下Carsim 2016的使用心得,少踩點坑。該模擬基於Carsim 2016和MATLAB 2016a實現,其他版本的MATLAB可能會導致兩個軟體無法正常通信。

1. 新建數據集

選擇菜單欄中的Datasets項,進入Simulink and LabVIEW Models類中的任意一個數據集,將其備份成一個新的數據集,(將軟體自帶的Simulink模擬例子作為模板,可以避免自定義文件路徑引起的模擬失敗情況;同時可以防止後續的修改破壞軟體自帶的數據集),具體步驟如下圖所示:

圖1

將數據集命名為My_MPC(無限制,可自擬名稱)

圖2

2. 車輛本身的參數設置

進行Simulated Test Specifications中的Vechicle Configuration設置:

圖3

將原有數據集備份,(建議選擇Cs E-Class中的E-Class SUV,其他車型可能存在無法控制車速的問題),並命名為My_MPC,具體操作如下:

圖4
圖5

進入新建的車體數據集中,此處不對原有參數進行修改。

3. 車輛的控制參數設置

進行Simulated Test Specifications中的Procedure項設置,備份原有數據集並命名為My_MPC

圖6

進行具體參數設置:

圖7

第一步:汽車的油門設置,選擇Constant target speed項,後面的數值可以為任意值(速度的大小由Simulink中的控制器決定);

第二部:剎車設置,選擇Braking下拉菜單中的No linked library項;

第三步:變速箱設置,選擇Shifting Control: Closed-Loop Shift Control類別 的下拉菜單中的AT 5th Mode項;

第四步:轉向設置,選擇Steering下拉菜單中的No linked library項;

4. 道路設置

進行道路參數設置,將原有數據集備份並命名為My_MPC

圖8

進入新建好的道路的數據集,並進行相關參數的修改

圖9

此處只進行第一項的參考軌跡幾何參數設置,其餘保持默認值

圖10

可以編輯參考軌跡長度、車的起始位置等參數,除了直線選項,也有多種曲線供選擇,可以隨意組合。

5. Run Control的設置

進入Model的下拉菜單,選擇Model:Simulink項,將原有數據集備份且命名為My_MPC

圖11

第一步:進行Simulink模型的路徑設置,(新建一個空白的Simulink模型,並存放在Carsim默認路徑下C:UsersPublicDocumentsCarSim2016.1_DataExtensionsSimulink

圖12

第二步:輸入、輸出通道參數設置

圖13

輸入通道參數設置,1通道為車速(單位m/s),2通道為方向盤轉角(單位°)

圖14

輸出通道設置,1通道為X軸坐標,2通道為Y軸坐標,3通道為車身航向角,4通道為車速,5通道為方向盤轉角

圖15

第三步:模擬時間、步長的設置,具體參數如下(模擬時間視情況而定)

圖16

6. 實驗結果

視頻封面

00:06追蹤直線Y=2的效果視頻封面

00:06追蹤Y=0.3*Sin(0.1*pi)的效果

Simulink模型搭建、S-Function編寫、MPC演算法細節將在後續的文章呈現~


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