非理想通信情况下的多车协同控制研究

发布时间：2021-03-28 10:00

　　多车协同行驶通过提高车辆密度能够改善道路利用率、缓解道路拥堵,通过减小风阻降低燃油消耗。近年来,无线通信的引入给多车协同系统带来了通信延时和通信拓扑多样化的问题。针对通信延时的问题,本文提出了一种利用状态预测器预测车辆状态的方法,车辆发出下一采样时刻的状态预测值,从而补偿通信延时带来的影响。为了使设计的控制器能够适用于不同的通信拓扑结构,解决系统耦合的问题,本文通过系统的线性变换和矩阵的特征值分解,再利用结构相似性和块对角特点,得到低维度的解耦子系统。通过构造通用的李雅普诺夫函数,将控制器求解问题转化为线性矩阵不等式的求解问题。仿真验证的结果证明了解耦控制策略能够解决多车协同系统的延时问题,并保证良好的稳定性和鲁棒性。首先,本文分析了无线通信给多车协同系统带来的通信延时问题和系统耦合问题,阐述了通信延时对系统带来的不利影响,提出了利用状态预测器预测车辆下一采样时刻状态,从而解决延时问题的思路。通过采用反馈线性化方法,对非线性的车辆纵向动力学模型线性化处理,得到描述车辆纵向动力学的三阶状态空间方程。根据节点的离散化状态空间方程,设计车辆的状态预测器。利用图论中的有向图描述车辆间的通信情况... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

通信拓扑矩阵特征值与通信延时的关系图

车辆相对距离与通信延时曲线

外界环境曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]通信拓扑不确定条件下车队列分布式H∞控制[J]. 高锋,刘葆,李克强.  汽车安全与节能学报. 2017(04)
[2]基于反馈线性化的车辆速度滑模控制方法[J]. 高嵩,吕军锋,陈超波,曹凯.  计算机仿真. 2017(06)
[3]城市智能交通系统的发展现状与趋势[J]. 冯凯.  环球市场信息导报. 2017(01)
[4]Distributed receding horizon control for fuel-efficient and safe vehicle platooning[J]. WANG Qiong,GUO Ge,CAI Bin Bin.  Science China（Technological Sciences）. 2016(12)
[5]通信丢包影响下的智能车队纵向控制[J]. 贾晓燕.  兰州交通大学学报. 2011(06)
[6]扩展Jury判据[J]. 郑宝东,梁丽杰,张春蕊.  中国科学（A辑:数学）. 2009(10)
[7]车辆动力学集成控制综述[J]. 喻凡,李道飞.  农业机械学报. 2008(06)
[8]队列行驶车辆的空气动力特性[J]. 傅立敏,吴允柱,贺宝琴.  吉林大学学报(工学版). 2006(06)
[9]矩阵Kronecker乘积及其应用[J]. 许君一,孙伟,齐东旭.  计算机辅助设计与图形学学报. 2003(04)
[10]线性矩阵不等式及其在控制工程中的应用[J]. 高金凤,俞立,王春平.  控制工程. 2003(02)

硕士论文
[1]非线性反馈线性化方法在飞控系统中的应用[D]. 汤志杰.西北工业大学 2002



本文编号：3105355