二自由度动力学车辆轨迹跟踪matlab代码

在Matlab中，二自由度动力学车辆轨迹跟踪通常涉及到车辆模型的建立、控制策略设计以及路径跟踪算法的应用。以下是一个简化的示例代码框架，用于描述车辆如何沿着给定的轨迹运动：

% 定义车辆模型
classdef VehicleModel < handle
    properties
        mass
        inertia
        steeringRatio
        tireRadius
    end
    
    methods
        function dyn = getDyn(x, u)
            % x - 状态向量 (位置x, y,速度vx, vy,转向角)
            % u - 控制输入 (前轮转速)

            % 转换为轮胎速度
            v_tire = u * VehicleModel.steeringRatio;

            % 动力学方程
            dxdt = [v_tire * cos(x(3)) / VehicleModel.tireRadius; ...
                    v_tire * sin(x(3)) / VehicleModel.tireRadius; ...
                    v_tire; ...
                    0; ...
                    steerAngleToYawRate(u)];
            
            dyn = dxdt;
        end
        
        % 其他辅助函数...
    end
end

% 路径跟踪控制器
function u = trackController(x, refTrajectory)
    % x - 当前状态
    % refTrajectory - 目标参考轨迹 (例如[x_ref, y_ref])

    % 控制律设计 (PID、LQR等)
    % u = pidController(x, refTrajectory) 或其他自适应控制算法
    
    % 示例：简单的比例积分控制
    e = refTrajectory(1:2) - x(1:2);
    u = pid(e); % 使用PID控制器计算前轮转速
end

% 主程序
mainFcn = @(~) simulate(VehicleModel, trackController);

% 初始化并模拟
vehicle = VehicleModel(); % 假设已设定好车辆属性
refTrajectory = load('reference_trajectory.mat'); % 加载预设轨迹数据
[t, traj] = ode45(mainFcn, [0, tf], vehicle.initState); % 使用ode45求解动力学方程

% 可视化结果
plot(t, traj(:,1), 'r', t, traj(:,2), 'b');
xlabel('时间(s)');
ylabel('坐标(x, y)');
hold on;
plot(refTrajectory(:,1), refTrajectory(:,2), 'k--', 'LineWidth', 2);
legend('实际轨迹', '参考轨迹');