問題描述
行駛控制系統
已知設定的速度和測量的實際速度,使用一個離散時間
PID
控制器建立一個汽車行駛
控制器。
系統模型及建模分析
分為輸入信號系統、
汽車動力系統和汽車行駛控制系統。
輸入信號系統簡化為用一個常
數表示,實際可為加載了信號的條幅波。
汽車動力系統即考慮了驅動力和阻力的共同作用下汽車的運動規律。運用動力學公式:
F=mv’+
v
。
最重要的是行使控制系統:運用
PID
(比例
-
積分
-
微分)控制器。設采樣時間為
20ms
,
PID
控制器按如下規律工作:
1.
“積分環節”
:
x(n)=x(n-1)+u(n);
2.
“微分環節”
:
d(n)=u(n)-u(n-1);
3.
系統初始值為
0
,系統
PID
控制器方程為
y(n)=P*u(n)+I*x(n)+D*d(n)
。
單獨建立比例、積分和微分環節,然后相加組成
PID
控制器,所有模塊中的采樣時間
設為
20ms
(即
0.02
)
,系統模型如圖
設仿真時間為
200
個單位時間,
變步長
ode45
算法,
運行仿真,
打開示波器觀察波形,
P=1
、
I=0.01
、
D=0
時如圖所示:
仿真實現
以某信號作為汽車行駛控制系統的輸入信號,
加上汽車動力學組成的反饋系統,
整個汽
車行駛控制系統如圖:
P=1
、
I=0.01
、
D=0
時波形如圖:
P=5
、
I=0.01
、
D=0
時波形如圖: