网络化自主车队的建模与控制

发布时间：2017-10-15 15:31

  本文关键词：网络化自主车队的建模与控制

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【摘要】：网络化自主车队系统作为智能交通系统的重要子系统之一,能够有效的解决交通堵塞、环境污染和交通事故等恶劣后果,提高智能交通系统的运行速率和安全性。本文针对网络化自主车队系统中存在的通信限制对车队的影响展开研究。主要研究内容如下：1.针对车辆间通信存在时变延时、丢包、乱序以及数据包异步问题的前车跟随策略的网络化自主车队系统,设计了新颖的SDP机制和构建了离散化的车队控制系统模型,获得了能够保证车队渐近稳定性的条件和控制器的设计方法。2.使用领头车-前车跟随策略和改进了的SDP机制,同时处理所获得的领头车和直接前车的状态信息,解决了上述所提出的网络受限问题。通过求解多目标H_∞综合问题,获得跟随车辆稳定和整个车队队列稳定的条件。3.针对网络化异构自主车队中存在的信道受限问题进行研究,构建了网络化异构自主车队模型,并提出了动态调度的方法解决信道受限问题。通过Lyapunov定理和频域分析法,给出了车辆渐近稳定和车队队列稳定的条件及相应保性能控制器的设计方法。4.综合考虑多种通信限制,给出基于事件的调度与控制的协同设计方法。将自主车队的保性能和鲁棒控制问题,转化为线性矩阵不等式求解的最优问题。通过求解该最优问题,得到自主车队系统全局一致稳定的条件。
【关键词】：网络化自主车队 通信受限 数据处理机制 异构自主车队 动态调度 协同设计
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6;U495;TP273
【目录】：

• 创新点摘要5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 研究的背景和意义11-12
• 1.2 网络化自主车队系统研究现状12-18
• 1.3 本文的主要工作和内容安排18-19
• 1.4 符号说明19-21
• 第2章 SDP处理机制下网络化自主车队控制21-47
• 2.1 前车跟随策略的自主车队建模22-29
• 2.1.1 单个车辆的动态模型22-24
• 2.1.2 自主车队模型24-28
• 2.1.3 控制目标28-29
• 2.2 车队稳定性分析29-39
• 2.3 数值仿真与实验39-45
• 2.3.1 数值仿真39-43
• 2.3.2 Arduino车队实验43-45
• 2.4 本章小结45-47
• 第3章 领头车-前车跟随策略的网络化自主车队H_∞控制47-60
• 3.1 领头车-前车跟随策略的自主车队模型47-50
• 3.2 多目标H_∞控制的综合问题50-53
• 3.3 仿真与实验53-59
• 3.3.1 数值仿真53-58
• 3.3.2 Arduino车队实验58-59
• 3.4 本章小结59-60
• 第4章 信道受限的网络化异构车队控制与动态调度60-77
• 4.1 网络化异构自主车队模型60-65
• 4.1.1 网络化异构车队模型61-64
• 4.1.2 控制目标64-65
• 4.2 车队稳定性分析65-71
• 4.2.1 保性能控制器设计65-67
• 4.2.2 队列稳定性分析67-69
• 4.2.3 通信序列设计69-70
• 4.2.4 车队控制算法70-71
• 4.3 数值仿真与实验71-76
• 4.3.1 数值仿真71-75
• 4.3.2 Arduino车队实验75-76
• 4.4 本章小结76-77
• 第5章 基于事件的网络化自主车队调度与控制协同设计77-97
• 5.1 基于事件调度与控制的车队模型77-86
• 5.1.1 车辆的动态模型78
• 5.1.2 基于事件传输和通信时延的车载网模型78-79
• 5.1.3 车载网的介质访问约束模型79-85
• 5.1.4 控制目标85-86
• 5.2 基于事件的调度与控制协同设计86-91
• 5.3 数值仿真与实验91-95
• 5.3.1 数值仿真91-94
• 5.3.2 Arduino车队实验94-95
• 5.4 本章小结95-97
• 第6章 总结与展望97-99
• 6.1 总结97-98
• 6.2 展望98-99
• 参考文献99-107
• 攻读学位期间公开发表论文107-108
• 致谢108-109
• 作者简介109

【参考文献】

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本文编号：1037915