基于MATLAB的智能小车椭圆轨迹制导控制系统设计与仿真

资 源 简 介

该项目设计了基于MATLAB的智能小车制导控制系统，能够精确跟踪预设椭圆轨迹。系统通过实时位置反馈与制导算法动态调整转向角，确保小车快速收敛至目标路径，适用于多种初始条件下的鲁棒轨迹控制仿真。

详 情 说 明

基于MATLAB的智能小车椭圆轨迹制导控制系统设计与仿真

项目介绍

本项目设计并实现了一个制导控制系统，使智能小车能够严格按照预设椭圆路径进行轨迹跟踪。系统通过实时采集小车位置状态与目标椭圆路径的偏差，利用制导控制算法动态调整前轮转向角，确保小车在各种初始位姿下均能快速收敛并稳定跟踪椭圆轨迹。项目包含动态仿真环境搭建、控制算法验证以及轨迹跟踪性能分析等功能模块。

功能特性

• 精确轨迹跟踪：实现智能小车对预设椭圆轨迹的高精度跟踪
• 鲁棒控制性能：采用非线性控制方法，确保系统在各种初始条件下的稳定性
• 实时仿真环境：提供完整的动态仿真平台，直观展示小车运动轨迹
• 多参数可调：支持椭圆路径参数、小车初始状态和仿真环境参数的灵活配置
• 性能分析：提供轨迹跟踪偏差监控和系统稳定性分析功能

使用方法

1. 参数设置：在相应模块中配置椭圆路径参数（长轴长、短轴长、中心点坐标）、小车初始状态（位置、航向角、速度）以及仿真环境参数
2. 启动仿真：运行主程序开始轨迹跟踪仿真
3. 结果查看：实时观察小车运动轨迹、跟踪偏差曲线和控制量变化
4. 性能分析：获取系统稳定性分析和收敛性报告

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11, macOS 10.14+, 或Linux发行版
• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必要工具箱：MATLAB, Simulink, Control System Toolbox

文件说明

主程序文件整合了系统核心功能，包括仿真环境初始化、控制算法实现、动力学模型计算及结果可视化。具体实现了椭圆轨迹定义与离散化处理、车辆运动学模型构建、非线性制导律设计、实时路径跟踪控制、数据记录与分析等功能模块的协调运行。