使用matlab生成mpc车辆横向运动控制代码

以下是一个基本的MPC车辆横向运动控制代码示例：

% 定义MPC问题参数
Ts = 0.1; % 采样时间
L = 2.5; % 车辆轴距
v_ref = 10; % 参考速度
N = 10; % 控制时域长度
Q = diag([1,1,0,0]); % 状态权重
R = 0.1; % 控制量权重

% 定义车辆模型
Ac = [0, 1, 0, 0; 0, 0, v_ref, 0; 0, 0, 0, 1; 0, 0, 0, 0];
Bc = [0; 0; 0; 1/L];
Cc = [1, 0, 0, 0; 0, 0, 1, 0];
Dc = 0;

% 转化为离散时间模型
sysc = ss(Ac,Bc,Cc,Dc);
sysd = c2d(sysc,Ts);

% 构建MPC控制器
mpcobj = mpc(sysd,Ts,N);
mpcobj.PredictionHorizon = N;
mpcobj.ControlHorizon = N;
mpcobj.Model.NumberOfOutputs = 2;
mpcobj.Model.NumberOfInputs = 1;

% 设置MPC参数
mpcobj.Weights.OutputVariables = [1, 1];
mpcobj.Weights.ManipulatedVariables = R;
mpcobj.Weights.ECR = Q;

% 仿真
sim_time = 10;
sim_steps = sim_time / Ts;
x0 = [0; 0; 0; 0];
u0 = 0;
x = zeros(4,sim_steps);
u = zeros(1,sim_steps);
y = zeros(2,sim_steps);
for i = 1:sim_steps
% 更新MPC控制器状态
mpcobj.Model.State = x(:,i);
mpcobj.Model.Output = y(:,i);
mpcobj.ManipulatedVariables = u(i);
% 计算控制量
[u_mpc,~,info] = mpcmove(mpcobj,x(:,i),y(:,i),u(i));
if info ~= 0
warning('MPC计算失败');
end
u(i+1) = u_mpc(1);
% 计算下一时刻状态
x(:,i+1) = sysd.A * x(:,i) + sysd.B * u(i+1);
y(:,i+1) = sysd.C * x(:,i+1) + sysd.D * u(i+1);
end

% 绘图
t = 0:Ts:sim_time;
figure(1);
subplot(2,1,1);
plot(t,y(1,:),'b',t,v_ref*ones(size(t)),'r--');
ylabel('侧向偏差(m)');
legend('实际侧向偏差','参考侧向偏差');
subplot(2,1,2);
plot(t,u(1:end-1),'b');
ylabel('前轮转角(rad)');
xlabel('时间(s)');