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传感器测量范围受限的自主车队分散控制
| 论文题名： | 传感器测量范围受限的自主车队分散控制 |
| 关键词： | 智能交通系统;自主车队;分散控制;传感器;测量范围;渐近稳定性 |
| 摘要： | 近几十年来,随着经济的飞速发展,人们的生活水平也有了很大的改善,私家车的数量也飞速增长.随之而来的交通拥堵、交通事故、环境污染(例如,最近愈发严重的雾霾天气)等逐渐成为各国需要解决的重要问题.自主车队控制是增加道路交通流量和防止追尾等事件发生的主要手段之一,它主要包括纵向控制、横向控制和综合控制三个部分.其中,车队纵向控制是车队研究中比较成熟的技术.车队纵向控制的目标是使得车队中所有车辆跟随引导车以队列的形式行驶,并且保证所有相邻车之间保持一个相对安全而又较短的范围,从而达到增大交通流量和防止车辆追尾等目的. 本文研究了受传感器传感范围有限影响的均匀车队和非均匀车队的纵向跟随控制问题.车队的控制律通过状态反馈来进行设计时,需要通过传感器进行测量车辆的状态信息.实际上,车载传感器由于自身性能或者天气等原因使得车辆状态信息测量结果不精确,并且随着车间距的增加失准程度不断加大. 本文的主要研究内容如下: 首先,介绍自主车队控制的目标和意义,详细地阐述目前车队控制问题的研究现状,并对研究现状进行分析和总结,提出本文的研究内容. 其次,针对现存大部分文献没有考虑的传感器传感能力受限的问题,研究车载传感器有限传感能力对均匀车队的稳定性的影响.结合车辆的动力学关系,采用固定间距策略进行跟踪,提出单车的分散双向控制律,建立传感范围有限影响下的车队模型,保证车队中跟随车辆能够以安全车间距跟踪前车并且与后车也保持一定的距离.利用 Lyapunov稳定性理论给出自主均匀车队控制系统的渐近稳定性条件及控制律的设计方案.根据设计的跟随车辆的控制律对系统进行仿真,通过仿真验证在车队新模型基础上设计的控制律对车队具有良好的控制效果. 然后,将本文的研究问题扩展到非均匀车队中,提出改进的固定时距策略进行跟踪.结合动力学关系,提出单车的分散双向控制律,建立非均匀车队闭环系统模型,进而自主非均匀车队控制系统的渐近稳定性条件及反馈控制律设计方案.对整个非均匀车队系统进行仿真,验证控制律对车队的稳定性控制效果的稳定性. 最后,对本文的研究成果进行总结,并指出在本文的研究基础上有待继续研究的问题. |
| 作者： | 刘洲 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 贾新春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山西大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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