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NMPC车辆动力学约束控制工程

共计 30 章节
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01
课程导入
目标=NMPC车辆动力学约束控制工程… · 核心概念 · 整体框架与典型应用场景
课程导入NMPC
02
车辆动力学基础
目标=纵向 · 横向 · 垂向动力学
车辆动力学基础目标=纵向
03
模型预测控制入门
目标=MPC基本原理 · 预测模型 · 滚动优化
模型预测控制入门MPC
04
非线性模型预测控制
目标=非线性系统描述 · NMPC数学形式 · 离散化方法与实时性挑战
非线性模型预测控…目标=非线性系统…
05
车辆动力学建模
目标=单轨模型 · 双轨模型 · 七自由度模型及面向控制的简化方法
车辆动力学建模目标=单轨模型
06
约束建模基础
目标=状态约束 · 输入约束 · 软约束与硬约束
约束建模基础目标=状态约束
07
NMPC优化问题构建
目标=目标函数设计 · 权重调节 · 约束表达与终端代价设计
NMPC优化问题构建
08
数值优化方法
目标=序列二次规划 · 内点法 · 梯度类方法及其在NMPC中的适用性
数值优化方法目标=序列二次规…
09
实时NMPC求解
目标=ACADO · CasADi · FORCES Pro
NMPC实时
10
车辆稳定性约束
目标=侧偏角约束 · 横摆角速度约束 · 侧向加速度约束与包络线控制
车辆稳定性约束目标=侧偏角约束
11
执行器约束
目标=转向角速率 · 驱制动扭矩 · 轮胎附着椭圆与执行器饱和处理
执行器约束目标=转向角速率
12
道路与安全约束
目标=车道保持 · 避障 · 道路边界
道路安全约束
13
状态估计与观测器
目标=车辆状态估计 · 轮胎力估计 · 卡尔曼滤波与移动 horizon 估…
状态估计观测器
14
NMPC与车辆横向控制
目标=路径跟踪 · 轨迹跟踪 · 预瞄控制与约束下的转向控制
NMPC车辆横向控制
15
NMPC与车辆纵向控制
目标=自适应巡航 · 队列控制 · 经济性驾驶与约束下的速度规划
NMPC车辆纵向控制
16
NMPC与车辆纵横向协同控制
目标=耦合动力学 · 协同优化 · 稳定性与跟踪性能权衡
NMPC车辆纵横向协同控…
17
NMPC在自动驾驶中的应用
目标=轨迹规划与控制一体化 · 行为决策接口与安全验证
NMPC自动驾驶
18
NMPC在底盘控制中的应用
目标=直接横摆力矩控制 · 主动前轮转向 · 悬架与制动协调
NMPC底盘控制
19
案例实战一
目标=基于CasADi的车辆横向NM…
案例实战一CasADi
20
案例实战二
目标=考虑轮胎附着约束的车辆稳定性N…
案例实战二目标=考虑轮胎附…
21
案例实战三
目标=城市道路避障与车道保持的NMP…
案例实战三NMP
22
案例实战四
目标=NMPC与CarSim/Sim…
案例实战四NMPC
23
常见问题与调试
目标=求解失败 · 约束冲突 · 数值病态
常见问题调试
24
性能评估与验证
目标=跟踪误差 · 约束满足率 · 舒适性
性能评估验证
25
鲁棒与随机NMPC
目标=不确定性建模 · 鲁棒约束 · 场景法
NMPC鲁棒
26
学习型NMPC
目标=神经网络建模 · 数据驱动预测模型 · 强化学习与NMPC结合
NMPC学习型
27
分布式与多车NMPC
目标=车队协同 · 分布式优化 · 通信约束与博弈论方法
NMPC分布式
28
工程化部署
目标=嵌入式实现 · 代码优化 · 定点运算
工程化部署目标=嵌入式实现
29
综合项目
目标=从需求分析 · 建模 · 控制器设计到仿真验证的完整NMPC车…
综合项目目标=从需求分析
30
课程总结与前沿展望
目标=知识体系回顾 · 开放问题 · 学术前沿与工业发展趋势
课程总结前沿展望