基于 CarSim 与 Simulink-MPC 实现汽车路径跟踪仿真及视频生成

资源下载链接为： https://pan.quark.cn/s/9dc5b88704dc 在自动驾驶联合仿真中，采用 Matlab - Simulink 与 CarSim，基于 MPC 算法实现汽车按给定路径点运行并生成视频。 CarSim 用于搭建汽车动力学模型，参数文件为 chapter.cpar。车辆配置选用 B 级掀背车 2012 款，前轮驱动，功率 125kW，6 速变速箱，传动比 4.1，前后悬为独立式，转向系统为四轮转向，轮胎规格 225/60 R18，制动系统带 ABS。仿真场景设为 1km² 方形路面，摩擦系数 1.0，初始速度 60km/h，采样时间 20s，无制动，闭环 AT5 档模式，方向盘初始转角 0 度，模拟躲避静态障碍物。 Simulink 中，通过 CarSim 生成的 S - Function 建立动力学模型，该模型有 4 个输入（四轮转角，后轮固定为 0，控制前轮）和 8 个输出（质心纵横向车速、坐标、横摆率等）。Simulink 的控制核心是基于 MPC 算法的轨迹规划与跟踪控制器（对应 chap——36.m），其利用 Reftra2.mat 中的轨迹点及生成的航向角，结合阿克曼结构，考虑车辆动力学约束，通过预测模型、目标函数和约束条件优化求解控制量，还加入延时模块应对车辆姿态变化延时。 联合仿真时，CarSim 输出作为 MPC 控制器输入，经计算得到的控制量反馈给 CarSim 调整车辆状态。仿真结果显示汽车能顺利转弯，跟踪预定轨迹并躲避障碍物，可通过 CarSim 生成视频及相关曲线（如纵向距离随时间变化、轨迹曲线等）查看效果。