自动驾驶技术基础之建模与控制

自动驾驶技术基础的建模与控制作业

概念题（18分）

1. 自动驾驶为了出色地完成驾驶任务，可分为哪四大模块？（4分）
2. 系统建模一般分哪两种建模方式？（2分）
3. 请写出高速转向车辆模型的简化横向误差模型（即四个状态为误差）（4分）
4. 二次型性能指标函数一般包含哪三项优化项？（3分）
5. 线性二次问题三种重要形式分别是？（3分）
6. Kalman Filter（LQE）如何通过LQR求得，请写出matlab关键代码，即：xxx=lqr(xxx) （2分）

编程实践题（12分）

给定一个双质系统: m₁ =2, m₂=1, 弹簧系数 k=5, 阻尼σ=0.1, 质量块与地面的滑动阻尼 δ=0.1 (与速度有成正比)。初始时刻 m₁ 质量块处于 x=0 的位置, 两质量块距离为 0 。现在 m₂ 处作用一外力 F 拖动系统使 m₁ 与 m₂ 质量块均处于 x=5 的位置。

1. 对系统建模（系统可以直接测量两个物体的位置）
2. 判断系统可控性与可观
3. 结合给定的simulink和脚本文件，设计实现上述系统的LQG控制器并绘制闭环控制性能曲线