一、背景介绍
随着汽车技术的不断发展，四轮独立驱动汽车在道路上的应用越来越广泛。为了实现车辆的稳定性和轨迹跟踪，自动轨迹跟踪与横向稳定性控制成为了研究的热点。本篇文章将围绕这一主题展开，详细分析如何在CarSim与Simulink联合环境下实现这一控制目标。
二、控制目标与实现方法
控制目标是让车辆在给定的轨迹上进行自动跟踪，同时进行横向稳定性控制。上层控制器为MPC控制器，输出为附加横摆力矩和方向盘转角。MPC控制器采用了二自由度车辆模型，原理相对简单明了。
为了实现这一目标，我们采用了以下方法：
1. MPC控制器设计：MPC控制器采用代码编写，原理一目了然。将MPC问题转化为了二次规划方法求解，使得问题更加易于理解和处理。
2. 转矩分配策略：下层为基于优化控制的转矩分配，通过优化算法确保车辆在行驶过程中具有稳定的横向稳定性。
3. 轨迹跟踪控制：在CarSim环境中进行轨迹跟踪控制。通过对车辆模型的模拟和参数设置，实现对给定轨迹的自动跟踪。
三、硬件与软件环境
在硬件环境方面，我们使用了CarSim软件进行模拟，该软件版本为2018。在软件环境方面，使用了MATLAB作为主要的开发工具，具备良好的数值计算和图形化编程能力。
四、软件详细分析
在CarSim与Simulink联合环境下，我们采用了详细的推导文档对MPC控制器的实现进行了深入分析。我们详细阐述了如何将MPC问题转化为二次规划方法求解，并探讨了其原理和实现方法。此外，我们还深入探讨了转矩分配策略以及轨迹跟踪控制的实现过程。
五、结论
本篇文章围绕一段给定的文字展开了详细的探讨，详细介绍了四轮独立驱动汽车自动轨迹跟踪与横向稳定性控制的实现方法和技术细节。在实际应用中，我们可以根据具体需求和条件，进一步优化和控制车辆的稳定性和轨迹跟踪性能。同时，通过学习本篇文章，我们也能够更好地掌握MATLAB中的二次规划和非线性规划命令使用方法，为实际项目开发提供更多的思路和方法。
