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网联车辆纵向动态特性未知下协同自适应巡航最优控制策略研究
| 论文题名： | 网联车辆纵向动态特性未知下协同自适应巡航最优控制策略研究 |
| 关键词： | 网联汽车;自适应巡航;协同控制;纵向动态特性 |
| 摘要： | 协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)系统能减轻驾驶员工作强度，提高驾驶安全性，但车辆动力学参数不确定变化使车辆纵向巡航特性不能精确已知，导致CACC系统难以高效运行；而手动驾驶和自动驾驶车辆混合存在进一步增加了CACC系统分析与设计的难度。因此，开展网联车辆纵向动态特性未知下协同自适应巡航最优控制策略研究具有重要意义。 论文在总结国内外相关文献的基础上，采用自适应动态规划原理，开展网联车辆巡航特性未知下协同自适应控制策略研究。论文主要研究工作如下： (1)考虑异构网联车辆系统建模问题，通过分析车辆队列中车辆的动力学关系，建立网联车辆的三阶纵向巡航动力学模型。进一步，考虑手动驾驶和自动驾驶混合车队，对手动驾驶车辆和CACC驾驶车辆分别建立三阶和四阶增广纵向巡航动力学模型。 (2)考虑未知动态特性全自动驾驶车辆队列CACC问题，提出了一种基于动态自适应规划的车队CACC策略。采用三阶不确定参数模型描述动态特性未知的车辆队列纵向巡航系统。再利用自适应动态规划算法和车间距误差与加速度反馈信息数值迭代计算车辆队列CACC控制量。进一步，通过设计相邻车辆间的加速度传递函数约束条件，建立该车辆队列巡航系统的弦稳定性结果，并仿真验证了控制器的有效性。 (3)考虑手动驾驶和自动驾驶混合车辆队列CACC问题，其中包括手动驾驶车辆在内的各车辆的动态参数未知，提出了一种基于数值迭代的未知动态参数混合车辆队列CACC策略。采用增广纵向巡航模型和自适应动态规划原理，对包括手动驾驶的前车加速度动态特性进行了研究，再以增广状态数值迭代计算网联自动车辆最优CACC律。为保证混合队列的弦稳定性，应用混合车队CACC车辆的加速度传递函数建立队列弦稳定性的充分条件，仿真结果验证了该策略的有效性。 |
| 作者： | 丁锋 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 宋秀兰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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