MATLAB/Simulink仿真的自适应车辆跟随PID控制系统

资 源 简 介

本项目在MATLAB/Simulink环境中开发了基于PID控制的双车辆直线跟随系统。后车通过距离传感器实时采集前车数据，利用PID控制器动态调节加速度，确保维持预设安全距离，实现稳定、自适应的跟随控制仿真。

详 情 说 明

基于PID控制算法的直线车辆自适应跟随系统仿真

项目介绍

本项目利用MATLAB/Simulink平台构建了一个双车辆直线跟随闭环控制系统仿真模型。系统模拟了后车通过实时检测与前车的距离，并应用PID控制算法动态调整自身加速度，以实现自动保持预设安全距离的目标。该仿真能够有效模拟前车各种行驶状态（如加速、减速、停车）下的后车跟随行为，并对系统的关键性能指标进行可视化分析，为车辆自适应巡航控制（ACC）系统的设计与参数整定提供参考。

功能特性

• 闭环控制仿真：实现了从前车运动、距离检测、PID计算到后车动作的完整闭环控制流程。
• 可配置的前车行为：支持设定前车速度曲线为阶跃、斜坡、正弦等多种模式，以测试系统在不同场景下的响应。
• 灵活的安全距离策略：可设置固定安全距离或与车速相关的动态安全距离。
• PID参数可调：允许用户调整比例（Kp）、积分（Ki）、微分（Kd）参数，观察不同控制效果。
• 全面的结果可视化：仿真结果包含双车的位移、速度、加速度对比曲线，间距误差曲线以及控制量输出曲线。

使用方法

1. 参数设置：在运行仿真前，根据测试需求，设定仿真时长、步长、前车速度模式、初始间距、安全距离阈值以及PID控制器参数。
2. 运行仿真：执行主程序文件，启动Simulink模型进行仿真计算。
3. 结果分析：仿真结束后，系统将自动生成多幅图表，展示车辆运动状态和控制过程，用户可据此评估跟随性能并优化PID参数。

系统要求

• 操作系统：Windows、macOS 或 Linux。
• 软件环境：需要安装 MATLAB（推荐 R2018b 或更高版本）及 Simulink 仿真环境。

文件说明

项目中的主程序文件承载了核心的调度与执行功能。它主要负责完成整个仿真流程的初始化设置，调用并运行预先构建的Simulink车辆跟随控制系统模型，并最终对仿真所产生的数据进行处理与图形化展示，从而直观地呈现系统的控制效果与性能指标。