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原文传递互联车辆系统的协同制动控制

论文题名：	互联车辆系统的协同制动控制
关键词：	智能驾驶;互联车辆系统;协同制动控制;终端滑模控制;车队稳定性
摘要：	互联车辆系统的协同制动控制是智能交通系统中一项重要技术，近些年来，引起了研究者们的广泛关注。它能有效地提高道路通行能力，降低安全威胁，同时避免车辆间连续的追尾碰撞。协同制动控制包含许多重要而复杂的控制任务。比如车辆-车辆(Vehicle to Vehicle，V2V)之间的协作，车辆-设施(Vehicle to Infrastructure，V2I)之间的协作以及车辆与指定停车位置(Target Stopping Positions，TSPs)之间的协作。　　针对车队在制动过程中的协作问题，本文使用两种不同的方法对车队进行研究。论文的主要工作如下: 　　(1)建立了两种不同的三阶线性化车队模型，分别为车队动力学模型和车辆的运动学模型。相比于二阶车队模型，三阶模型可以更好地捕捉到车辆内部的一些动态特征。　　(2)提出了一种基于特征根理论的协同制动控制方法，采用了一个三车模型对车队进行了简化，并且采用前车-领队车跟随(Predecessor-Leader Following，PLF)通信结构，分别设计了三车相应的控制器，并严格推导了动力学显式解。其次讨论了TSPs与安全距离，初始位置和速度之间的关系，并且进一步研究了车辆与TSPs的误差函数对车队稳定性的影响。所有车辆的位置和速度均呈指数收敛到期望值，并且得到了相应的收敛条件和收敛速度。最后通过仿真验证了方法的有效性。　　(3)提出了一种基于终端滑模(Terminal Sliding Mode，TSM)控制的协同制动控制方法，车队采用双向(Bidirectional，BD)通信结构。首先分别设计了领队车和跟随车的控制器，并使用李雅普诺夫方法对车队的收敛性进行分析。其次利用传递函数方法对车队的串稳定性进行了分析。最后，通过数值仿真对理论进行了验证，仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性。
作者：	刘玉乾
专业：	控制理论与控制工程
导师：	郭戈
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北大学
学位年度：	2019