傳感器測量范圍受限的自主車隊分散控制.pdf

1、近幾十年來,隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人們的生活水平也有了很大的改善,私家車的數(shù)量也飛速增長.隨之而來的交通擁堵、交通事故、環(huán)境污染(例如,最近愈發(fā)嚴重的霧霾天氣)等逐漸成為各國需要解決的重要問題.自主車隊控制是增加道路交通流量和防止追尾等事件發(fā)生的主要手段之一,它主要包括縱向控制、橫向控制和綜合控制三個部分.其中,車隊縱向控制是車隊研究中比較成熟的技術(shù).車隊縱向控制的目標(biāo)是使得車隊中所有車輛跟隨引導(dǎo)車以隊列的形式行駛,并且保證所有相鄰車之間

2、保持一個相對安全而又較短的范圍,從而達到增大交通流量和防止車輛追尾等目的.
　　本文研究了受傳感器傳感范圍有限影響的均勻車隊和非均勻車隊的縱向跟隨控制問題.車隊的控制律通過狀態(tài)反饋來進行設(shè)計時,需要通過傳感器進行測量車輛的狀態(tài)信息.實際上,車載傳感器由于自身性能或者天氣等原因使得車輛狀態(tài)信息測量結(jié)果不精確,并且隨著車間距的增加失準(zhǔn)程度不斷加大.
　　本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　首先,介紹自主車隊控制的目標(biāo)和意義,詳細

3、地闡述目前車隊控制問題的研究現(xiàn)狀,并對研究現(xiàn)狀進行分析和總結(jié),提出本文的研究內(nèi)容.
　　其次,針對現(xiàn)存大部分文獻沒有考慮的傳感器傳感能力受限的問題,研究車載傳感器有限傳感能力對均勻車隊的穩(wěn)定性的影響.結(jié)合車輛的動力學(xué)關(guān)系,采用固定間距策略進行跟蹤,提出單車的分散雙向控制律,建立傳感范圍有限影響下的車隊模型,保證車隊中跟隨車輛能夠以安全車間距跟蹤前車并且與后車也保持一定的距離.利用 Lyapunov穩(wěn)定性理論給出自主均勻車隊控制系統(tǒng)

4、的漸近穩(wěn)定性條件及控制律的設(shè)計方案.根據(jù)設(shè)計的跟隨車輛的控制律對系統(tǒng)進行仿真,通過仿真驗證在車隊新模型基礎(chǔ)上設(shè)計的控制律對車隊具有良好的控制效果.
　　然后,將本文的研究問題擴展到非均勻車隊中,提出改進的固定時距策略進行跟蹤.結(jié)合動力學(xué)關(guān)系,提出單車的分散雙向控制律,建立非均勻車隊閉環(huán)系統(tǒng)模型,進而自主非均勻車隊控制系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性條件及反饋控制律設(shè)計方案.對整個非均勻車隊系統(tǒng)進行仿真,驗證控制律對車隊的穩(wěn)定性控制效果的穩(wěn)定性.<