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：