原文传递
多约束条件下车辆队列非线性控制方法研究
| 论文题名： | 多约束条件下车辆队列非线性控制方法研究 |
| 关键词： | 车辆队列;非线性控制;状态观测器;有向通信;测量误差;道路摩擦力;多约束条件 |
| 摘要： | 随着社会的发展以及汽车保有量的持续增加，以现代计算机技术与信息技术为基础的智能交通系统得到了社会各界的广泛关注。智能网联车辆队列控制作为智能交通系统重点研究方向，因其在保障道路通行能力和提高道路交通安全的卓越表现，越来越受到世界各国的青睐。然而目前车辆队列控制的研究成果大多集中在理论研究层面，对实际应用中可能涉及的约束限制考虑不充分。因此，围绕着车辆队列的稳定性和安全性，本文利用滑模控制、反演控制以及神经网络控制等先进控制理论，对车辆队列在车间有向通信、传感器测量误差和道路摩擦力等约束条件下的车辆队列控制方法进行研究和分析。主要的研究工作和成果主要体现在以下几个方面： （1）提出一种基于改进预设性能的车辆队列积分滑模控制方法。由于有向通信方式可能会对车队队列的稳定性的产生影响，通过构建基于预设性能的车辆队列控制系统，利用差异化预设性能函数的衰减系数，确保每辆车的跟踪误差呈逐级递减趋势。在此基础上，设计基于滑模控制的车辆队列控制器，进而驱动车辆队列按照期望轨迹安全稳定行驶。最后，通过数值仿真的仿真验证了所提出方法的有效性和可行性。 （2）提出一种多样化传感器测量误差下车辆队列输出反馈控制方法。考虑各类复杂传感器测量误对车辆队列的影响，利用RBF神经网络设计自适应滑模观测器，对控制系统中的传感器测量误差和不可测系统状态进行有效观测。在此基础上，设计基于滑模控制理论的车辆队列控制方法，并分析证明该车辆队列控制系统的内部稳定性与队列稳定性。最后，通过数值仿真的方式验证了所提出控制方法的有效性和可行性。 （3）提出一种基于动态车间距策略的车辆队列控制方法。考虑道路摩擦力的分布不均下车辆队列的行驶安全问题，提出一种基于路面摩擦力分布状态的动态车间距调控策略，进而提高了车辆队列的行驶安全性与节能性。在此基础上，设计基于反演控制的车辆队列控制方法，使每辆车能够有效跟踪上述动态车间距调控策略，并分析该队列控制系统的稳定性。最后，通过数值仿真的方式验证了所提出控制方法的有效性和可行性。 |
| 作者： | 王鹏 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 朱旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
