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大型网站维护费用,dede汽车资讯网站源码,工信部查询网站备案,网站建设费用计入哪个会计科目基于运动学模型的非线性模型预测控制轨迹跟踪纯代码版本 1.实时的曲线跟踪动画2.重要参数一键出图3.详细的代码分区及重点注释进行了误差分析以及曲线对比#xff0c;代码计算了横向跟踪误差最大值#xff0c;横向跟踪误差均方根值5.适合学习非线性模型预测控制(NMPC)、车辆运…基于运动学模型的非线性模型预测控制轨迹跟踪纯代码版本 1.实时的曲线跟踪动画 2.重要参数一键出图 3.详细的代码分区及重点注释 进行了误差分析以及曲线对比代码计算了横向跟踪误差最大值横向跟踪误差均方根值 5.适合学习非线性模型预测控制(NMPC)、车辆运动学模型 6.可提供有偿 7.代码包含主函数.m文件目标函数.m文件运行时候放置在同一路径运行主函数文件就行在自动驾驶和机器人运动控制领域轨迹跟踪是一个至关重要的课题。今天要给大家分享的是基于运动学模型的非线性模型预测控制NMPC轨迹跟踪的纯代码版本这个代码对于想要深入学习 NMPC 以及车辆运动学模型的小伙伴来说简直是宝藏。实时的曲线跟踪动画实时的曲线跟踪动画能够让我们直观地看到车辆或者机器人是如何沿着预设轨迹行驶的。通过动画我们可以实时观测到控制算法的效果及时发现问题并进行调整。在代码实现中我们可以利用一些绘图工具包比如 Matlab 中的plot函数结合循环来实现实时更新绘图。% 假设已经有轨迹点的数组 x_trajectory 和 y_trajectory figure; hold on; for i 1:length(x_trajectory) plot(x_trajectory(1:i), y_trajectory(1:i), b); % 蓝色线条实时绘制轨迹 drawnow; % 强制 Matlab 立即更新绘图 end hold off;这段代码首先创建了一个绘图窗口hold on保证每次绘图不会覆盖之前的内容。在循环中每次绘制当前已经行驶到的轨迹点drawnow则确保绘图实时更新让我们能看到轨迹是逐步绘制出来的动态效果。重要参数一键出图一键出图功能方便我们对算法中的重要参数进行分析。比如在 NMPC 算法中预测时域、控制时域等参数对控制效果有着关键影响。我们可以通过代码将这些参数与算法性能指标如跟踪误差的关系绘制出来。% 假设已经有不同预测时域值的数组 prediction_horizons % 以及对应的横向跟踪误差数组 lateral_errors figure; plot(prediction_horizons, lateral_errors, ro -); xlabel(Prediction Horizon); ylabel(Lateral Tracking Error); title(Relationship between Prediction Horizon and Lateral Tracking Error);上述代码将预测时域与横向跟踪误差的关系绘制成图。plot函数以红色圆圈和线条展示数据点和趋势xlabel、ylabel和title分别对坐标轴和图表标题进行标注方便我们直观理解参数与误差之间的联系。详细的代码分区及重点注释为了方便大家理解代码逻辑代码进行了详细的分区和重点注释。整个代码主要分为主函数和目标函数两部分运行时只需将主函数.m文件和目标函数.m文件放置在同一路径运行主函数文件即可。主函数部分% 主函数文件运行整个轨迹跟踪算法 % 初始化参数 vehicle_params initialize_vehicle_params(); % 初始化车辆参数 control_params initialize_control_params(); % 初始化控制参数 % 获取参考轨迹 [x_ref, y_ref] generate_reference_trajectory(); % 运行 NMPC 轨迹跟踪 [x_tracked, y_tracked] run_nmpc_tracking(vehicle_params, control_params, x_ref, y_ref); % 计算误差 [max_lateral_error, rms_lateral_error] calculate_errors(x_ref, y_ref, x_tracked, y_tracked); % 绘制结果 plot_results(x_ref, y_ref, x_tracked, y_tracked, max_lateral_error, rms_lateral_error);在主函数中首先初始化车辆参数和控制参数然后生成参考轨迹。接着运行 NMPC 轨迹跟踪算法得到跟踪的轨迹之后计算横向跟踪误差最大值和均方根值最后绘制结果展示。目标函数部分function cost objective_function(u, state, ref_state, params) % 目标函数计算成本值用于 NMPC 优化 % u 是控制输入state 是当前状态ref_state 是参考状态params 是参数结构体 % 提取参数 Q params.Q; % 状态权重矩阵 R params.R; % 控制输入权重矩阵 % 计算状态误差 state_error state - ref_state; % 计算成本 cost state_error * Q * state_error u * R * u; end目标函数在 NMPC 中用于计算成本值以指导优化算法寻找最优的控制输入。这里通过状态误差和控制输入结合权重矩阵来计算成本。误差分析以及曲线对比代码计算了横向跟踪误差最大值和横向跟踪误差均方根值这两个指标能很好地衡量轨迹跟踪的性能。横向跟踪误差最大值反映了跟踪过程中出现的最大偏差均方根值则综合考虑了整个跟踪过程中的误差情况更全面地评估算法的准确性。function [max_error, rms_error] calculate_errors(x_ref, y_ref, x_tracked, y_tracked) % 计算横向跟踪误差最大值和均方根值 num_points length(x_ref); lateral_errors zeros(num_points, 1); for i 1:num_points % 简单的横向误差计算假设参考轨迹和跟踪轨迹点的 x 坐标对应 lateral_errors(i) abs(y_ref(i) - y_tracked(i)); end max_error max(lateral_errors); rms_error sqrt(mean(lateral_errors.^2)); end这段代码遍历参考轨迹和跟踪轨迹的每个点计算横向误差然后得出最大值和均方根值。总之这份基于运动学模型的非线性模型预测控制轨迹跟踪代码无论是对于学习 NMPC 和车辆运动学模型还是实际应用中的算法开发都具有很大的参考价值。如果有小伙伴对代码有进一步需求可提供有偿服务哦。希望大家通过这份代码在相关领域的学习和研究中取得更多收获