摘要：为了解决车辆队列之间车间距过长且稳定收敛速度较慢情况,以及车辆队列前车急减速工况下易于出现后车与前车碰撞问题,研究了一种车辆队列自适应模型预测控制方法。建立了车辆队列模型,设计了一种改进的可变车头时矩的车间距算法,基于模型预测控制理论设计了上层控制器,后车根据前车信息计算加速度,设计模糊控制器对模型预测控制权重比进行动态调整,提高控制精度。在Matlab/Simulink和CarSim软件平台中建立联合仿真模型,设计仿真实验工况,进行对比实验验证。结果表明,文中提出的方法车间距控制效果好,收敛稳定速度快,提高了行驶安全性。

摘要：针对含输入时延、跟随车之间的通信时延、领航车广播时延的车辆队列控制系统,研究了其内部稳定性和队列稳定性;在内部稳定性方面,提出了一种融合克罗内克和与特征根聚类(CTCR)法的方法,获得了系统内部稳定的充分必要条件;在队列稳定性方面,为了保证干扰沿车辆队列向后传播不扩散,给出了队列稳定的充分条件,揭示了队列稳定性独立于跟随车之间的通信时延;在此基础上,给出了可保证队列稳定的时延上界与车辆控制器增益设计范围。仿真结果表明:当满足所提稳定性条件时,车辆队列控制系统可同时保持内部稳定和队列稳定;所提内部稳定性方法求解的时延边界是完整、精确的,理论推导结果与仿真试验结果的误差小于0.1 s,且仿真时间比Bézout结式消元快2个数量级,比Sylvester结式消元快3个数量级,表明该方法大幅度降低了传统特征根聚类法的运算量;车间状态误差可在15 s内快速减小并趋近于0;在所有车辆恒速行驶时,车间保持50 m期望安全距离;在领航车以0.4 m·s^(-2)加速和0.6 m·s^(-2)减速过程中,跟随车的速度和加速度随领航车变化,车辆位置误差小于0.5 m,且沿车辆队列向后传播不扩散。

摘要：研究了车辆队列系统的分布式自适应控制问题.车辆的纵向动力学建模为含有不确定参数的二阶非线性模型,队列中车辆之间的信息传递拓扑关系采用有向图来刻画.首先,结合动态增益技术,提出了不依赖全局队列信息的分布式自适应控制器.然后,进一步分析了内部车辆驶离或者外部车辆汇入队列的实际情况.只要有向拓扑结构包含以领航车辆作为根节点的生成树,则不需要重新设计控制器,就能够维持新的队列结构稳定.最后,数值仿真验证了控制算法的有效性.

摘要：为满足基于L1、L2级辅助驾驶技术的车辆队列在高速公路上整体强制性换道需求,首先,提出了分层架构的车辆队列控制系统;随后,针对其中的策略层设计了队列整体换道条件判断方法,并详细描述了队列整体换道过程的具体控制流程,弥补了现有研究偏向理论而忽视实际应用的不足;最后,通过联合仿真平台与实体小车队列平台验证了所提策略的安全性、有效性与计算实时性。结果表明,所提策略可以在多种工况下判断合适的队列换道时机,并进行车辆队列整体换道流程的控制,且整套策略可以在实车嵌入式控制器上实时运行,具备面向实车产品开发的实用性。

摘要：为了实现具有协同式自适应巡航控制的匀质和异质队列的队列稳定性,基于最优控制和饱和控制理论提出队列协同巡航控制算法,将车辆队列视为一种动态级联系统,而队列稳定性,即抑制状态量沿队列的波动,是这类系统设计的基本要求。针对系统的队列性能的要求,采用恒定车间时距策略建立考虑队列稳定性、执行器饱和的车间纵向运动学模型,根据不同的前车采用不同的权值矩阵来计算最优控制输入;针对最优控制鲁棒性和约束性较差的问题,引入饱和控制,在Riccati方程框架下,设计低增益状态反馈控制律,证明具有饱和非线性系统的局部镇定,实现系统的闭环稳定性和队列稳定性。最终通过Matlab/Simulink进行匀质和异质队列的仿真,验证算法在满足队列稳定性目标下协调多性能指标的可行性和有效性。

摘要：车辆队列间距控制策略能够影响车速稳定性和跟车间距,是降低队列能耗的关键,针对单一跟车间距策略无法满足间距控制问题,提出了一种双工况跟车间距控制策略。根据队列中每辆车空气动力特性,构建变空阻系数非线性车辆队列模型。将整个队列行驶工况分为匀速和变速工况,分别使用变时距和定时距跟车间距控制策略,变速时动态控制速度误差,匀速时控制每辆车最小能耗对应的跟车间距。在此基础上,设计兼容双工况跟车间距控制策略的非线性控制器,与单一定时距跟车策略进行仿真对比,仿真结果显示,非线性控制器速度误差平均降低25%,队列车辆油耗平均降低5.88%,验证了所提策略的有效性和可行性。

摘要：汽车数量的增加导致交通事故频繁发生,道路安全问题已成为交通系统亟需解决的问题之一。车联网技术的提出与发展,提高了道路的交通安全,减少了车辆队列的能量消耗,车辆队列控制问题是车联网发展的一个重要部分。论文从多智能体视角研究车辆队列控制问题,进而对基于一致性理论的车辆队列研究成果进行综述。首先,从动力学角度,阐述车辆线性以及非线性模型的建立方法;其次,从车辆编队方法角度,探讨四种车辆队列的编队方式,并比较了它们优缺点;再次,在车辆队列控制器设计方面,归纳了现有基于一致性理论的控制器设计方法,探讨了基于事件触发的车辆队列一致性的理论成果,并总结了车辆队列系统的稳定性研究方法;最后,指出车辆队列一致性尚未解决的技术难点,并展望了未来需要关注的热点。

摘要：为了增强非线性车辆队列的队列稳定性,并在控制全过程中有效约束跟踪误差,提出一种基于改进预设性能的车辆队列滑模控制方法.设计关于跟踪误差的预设性能函数,通过在函数中为每辆车设置不同的衰减速率,改进前后车的预设性能,从而增强队列稳定性,并确保车辆的跟踪误差始终被约束在允许的范围内.在此基础上,利用径向基神经网络估计车辆的非线性不确定项,设计基于改进预设性能的车辆队列积分滑模控制器,以保证车辆队列的安全稳定行驶.最终通过数值仿真验证所提出控制方法的有效性.研究结果表明:所提出的车辆队列滑模控制方法不再依赖后车信息,知晓前车信息即可增强队列稳定性.

摘要：为应对通信过程中的传输时延以及车辆间连续信息交互带来的信息冗余、资源浪费,提出一种基于事件触发机制的车辆队列一致性策略,以保证车辆队列能够稳定运行;为此,构建一个考虑车辆间的跟驰行为和通信时延的三阶异质车辆队列动力学模型,提出一种基于事件触发的一致性车辆队列控制器的设计方法;在此基础上,利用Lyapunov稳定性理论和代数图论,对车辆队列的稳定性进行分析,得出了使车辆队列稳定的事件触发条件和通信时延的上界;在MATLAB平台上进行仿真实验,验证了所提车辆队列控制方法的有效性。

摘要：传感器测量误差对车辆队列的有效控制与稳定性造成了较大的影响;通常情况下,大多研究成果将传感器测量误差设定为分布规律已知的随机数列(如高斯分布,泊松分布等),以便采用特定的数理方法消除误差影响;然而对于控制系统中仅满足有界条件的测量误差,仍需开展进一步的深入研究;针对此类现状,以非线性车辆队列控制为研究对象,综合考虑车载传感器的有界测量误差与车辆之间的有向通信拓扑,设计一种基于滑模的车辆队列控制方法;该方法能有效解决有界传感器测量误差下的车辆队列控制问题;此外,在控制过程中利用预设性能控制(PPC,prescribed performance control)理论,进一步约束车辆队列跟踪误差,确保车辆队列的队列稳定性;最后,通过数值仿真的方式验证本文所提出控制算法的有效性和可行性。