Carsim与Simulink联合仿真：轨迹跟随与车道保持技术

资源摘要信息: "本文介绍了一种基于Carsim与Simulink的联合仿真模型，专注于实现车辆的轨迹跟随、横向控制和车道保持功能。该模型采用了基于驾驶员模型的滑膜变结构控制方法，并采用了上下层分层控制策略，特别适用于纯电动汽车的动力学和控制系统研究。文档中还包含了模型说明文档和相关参考资料，以及模型演示的静态图像和文本描述文件。" 知识点详细说明: 1. Carsim与Simulink联合仿真模型: Carsim是一款用于汽车动力学仿真分析的软件，它可以模拟汽车的各种行驶情况，包括车辆的动力学响应、操纵稳定性、悬挂系统等。Simulink是MATLAB的一个附加产品，它提供了一个交互式图形环境和一个定制函数库，用于模拟动态系统。Carsim与Simulink的联合使用，可以实现复杂汽车系统的建模与仿真，它们的结合可以让工程师在一个软件环境中进行汽车动力学建模、控制算法设计、实时仿真测试等一系列工作。 2. 轨迹跟随与横向控制: 轨迹跟随是指车辆能够按照预定的路径行驶，保持对行驶轨迹的精准跟随。横向控制是指车辆能够对其横向位置进行精准控制，以避免偏离预定路径，特别是在车道保持中尤为关键。在自动驾驶系统中，这两个功能对于提高车辆的自主导航能力至关重要。 3. 车道保持: 车道保持是指车辆能够自动识别车道线，并通过调整车辆的方向盘角度，保持车辆在车道内正常行驶，防止车辆偏离车道。车道保持功能通常依赖于车辆前方的摄像头、雷达等传感器获取车道信息，结合车辆自身的横向控制策略，实现对车辆的精确控制。 4. 滑膜变结构控制: 滑膜变结构控制是一种非线性控制策略，其特点是控制律在切换面上具有滑动模态，这使得系统具有快速的响应速度和很强的鲁棒性。滑模控制尤其适用于那些存在不确定性和外界干扰的系统，比如车辆的横向控制。这种控制方法通过设计滑模控制器来实现系统的稳定性和跟踪性能。 5. 上下层分层控制策略: 在车辆控制系统中，分层控制策略可以将整个控制系统分为多个层次，通常分为决策层、控制层和执行层。决策层负责路径规划和决策制定，控制层负责实现稳定性和跟踪性能，而执行层则直接对车辆的执行器进行控制。分层控制策略能够简化控制问题，让系统设计更加模块化、便于管理和维护。 6. 纯电动汽车: 纯电动汽车指仅使用电动机作为动力源，不使用燃油发动机的汽车。随着电动汽车技术的发展，对车辆的动力学和控制系统的仿真研究变得越来越重要。纯电动汽车的控制算法和动力学模型与传统燃油车有较大不同，因此需要专门的仿真模型来模拟其性能表现。 7. 模型说明文档与参考资料: 为确保仿真模型的正确使用和理解，通常会提供一份模型说明文档，该文档会详细解释模型的组成、工作原理和使用方法。此外，参考资料可以为研究者提供相关的理论背景和设计思路，帮助他们深入理解模型的构建过程和仿真结果的分析方法。 8. 静态图像和文本描述文件: 模型演示的静态图像和文本描述文件，为用户提供了直观的视觉信息和详尽的说明，帮助用户更好地理解仿真模型的功能和操作流程。这对于模型的展示、教学和用户指导等方面尤为重要。