多智能小车的网络化跟随控制设计与平台实现

发布时间：2021-01-10 07:24

　　由于汽车保有量的不断攀升,道路交通堵塞的情况越发严重,车辆跟随控制能有效改善道路的通行能力并提升车辆运行的安全性。近年来,随着网络通讯技术的飞跃发展,车载自组织网络技术渐渐成为车辆间信息交互的有效途径。同时,车辆间车载网络的使用引入复杂的网络动态约束,如时延和丢包等,这些网络诱导约束会影响甚至破坏系统性能。目前,车辆间网络的主要功能是车辆速度、位置、路况等信息的载体,旨在通过网络化运营监测和实时调度,减少交通堵塞和交通事故的发生。然而,有关基于车载自组织网络的车辆跟随控制研究较少。一方面,很难构建和模拟车辆间的无线通信环境,特别是车辆控制系统和通讯协议的软硬件设计。另一方面,考虑复杂网络诱导约束下控制算法的设计及其实验平台实现也具有一定的挑战。针对上述难题,本文研究内容包括:（1）研发一套智能小车硬件系统,该系统集红外漫射传感器模块、加速度传感器模块、光电传感器模块和超声波传感器模块等多传感器于一体,实现车辆相关信息的采集功能。同时,选择安全性高、成本低的ZigBee作为智能小车间通讯协议。详细分析ZigBee网络的建立过程和Z-Stack协议栈的移植机制,建立基于Z-Stack协议栈... 

【文章来源】：山西大学山西省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究工作及组织结构
第二章 智能小车设计及其网络平台构建
    2.1 智能小车硬件设计
        2.1.1 速度测量模块
        2.1.2 测距模块
        2.1.3 加速度测量模块
        2.1.4 驱动电路模块
        2.1.5 红外漫反射传感器模块
        2.1.6 无线通讯节点的硬件设计
    2.2 ZigBee网络平台的搭建
        2.2.1 ZigBee协议简介及特点
        2.2.2 ZigBee网络的建立
        2.2.3 ZigBee网络的地址分配
        2.2.4 TI Z-Stack协议栈的移植机制
    2.3 本章小结
第三章 多智能小车的网络化跟随系统建模与控制设计
    3.1 多智能小车网络化跟随控制系统建模
        3.1.1 单个智能小车模型
        3.1.2 多智能小车网络化跟随控制模型
    3.2 系统稳定性分析及控制器设计
    3.3 数值仿真
    3.4 本章小结
第四章 多智能小车的ZigBee跟随控制的算法实现及实验模拟
    4.1 跟随控制算法在ZigBee协议下的实现
        4.1.1 各个传感器模块的软件设计
        4.1.2 协调器程序实现
        4.1.3 智能小车程序实现
    4.2 实验模拟与分析
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 展望
附录
参考文献
致谢
个人简况及联系方式


【参考文献】：
期刊论文
[1]车联网环境下的车辆编队协作路径跟踪控制[J]. 俞志英,郭戈.  控制工程. 2015(05)
[2]基于缩微智能车的车辆跟随控制系统[J]. 玄建永,陆耿,王京春.  信息与控制. 2014(02)
[3]基于向量Liapunov函数的时滞车辆跟随系统稳定性分析[J]. 任殿波,张继业,孙林夫.  交通运输工程学报. 2007(04)
[4]基于Lyapunov函数方法的时滞车辆纵向跟随控制[J]. 任殿波,张继业.  控制与决策. 2007(08)
[5]基于DSP的智能小车控制器的硬件设计[J]. 郝飞,陈丽娟.  福建电脑. 2007(05)
[6]无线传感器网络的新技术标准ZigBee[J]. 张治斌,王玉芬.  现代计算机. 2007(01)
[7]基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究[J]. 张宏锋,李文锋.  武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2006(08)
[8]智能交通系统（ITS）共用信息平台构架及解决方案初步分析[J]. 史其信,郑为中.  交通运输工程与信息学报. 2003(01)

博士论文
[1]自动化公路系统车辆纵横向控制[D]. 任殿波.西南交通大学 2008

硕士论文
[1]基于模糊自适应双耦合滑模的车队纵向控制[D]. 仝乐斌.大连海事大学 2017
[2]基于信息素的群体移动机器人控制系统研究[D]. 宋威.武汉理工大学 2010



本文编号：2968313