基于通信网络的纵向车队控制研究

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1、中文摘要摘要车辆以车队的方式行驶可以显著的增加高速公路车辆通行流量，保证车队稳定的控制律依靠领车的速度和加速度信息，这些信息由车队无线通信网络传递，而通信网络固有的丢包、延时等缺陷不可避免的会降低车队的性能，这些缺陷却很少被考虑进车队控制器的设计中，所以本文主要研究了领队车辆的信息经过无线通信网络发生丢包、量化与延时情况下纵向车队的控制问题。具体的研究工作分为以下几个方面：首先，介绍了车辆纵向、横向及综合控制的概念，着重分析了纵向车队研究现状。其次，建立了车辆的纵向动态模型及结构模型，考虑领车信息受车队无线通信网络的影响，建立了车队的混合控制模型

2、，所得混合控制模型充分考虑了车队与网络，优化了现有车队模型。再次，考虑车队通信网络存在丢包的情况，提出了保证混合系统均方稳定的定理，并利用LMI条件得到了使系统均方稳定的动态输出反馈控制器的构造方法。考虑领车加速度变化对车队整体性能的影响，把领车加速度变化考虑为干扰因素，设计了网络丢包与干扰同时存在的车队也控制器，仿真验证了控制器的有效性。最后，分析了领车通信网络延时对车队整体稳定性的影响，进一步，考虑车队通信网络量化与延时共存的情况，量化问题转化为不确定性问题，网络诱导延时是有界的，同时考虑了领车加速度变化带来的干扰因素，得到的车队混合模型是存

3、在干扰输入的不确定离散时滞系统，提出了保证系统渐近稳定的定理，设计了有记忆反馈控制器，通过仿真检验了其有效性。关键词：纵向车队；网络丢包；延时；巩控制器Abstract．nle矗ou翊1putofv出clesonhighwayscarlbegreatlyincreasedbyfommgv献cleplatoons．Thecontrollawthatmaintainsstable0perationofaplat00nlsdepelldentonmeleadve嫩cle’svelocityandaccelerationtransmi牡edbywirel

4、esscommllIlicationnet、Ⅳork．Co删m碰cationnetworksgenerallyintroducepacketdropout觚ddelay．Howmr’thesecommunicationfaultsarenottypicallytakenint0accomtmco廊ollerdesi鲥ng．Therefore，thisarticlestudiesthecontrolprobleloflong№a‘platoonwhentheleadvmcleinformationtransmitsthrou啦thewireless

5、commullicationn咖orkwithpacl泓dropoutandtime-delay·Themainrese盯chW0rKsFirsny，giveanintrodllCtionaboutthevehiclelongitudinaland1ateralcontrolandintegraltionco廊ol，especiaUythedevelopmentofthelongmdinalplatooncon觚LSecondly’establiShalong硼inaldynamicmodelofthevehicleandthes帆c眦model

6、ofaplatoon．AhybridcontrolmodelisestablishedwhilecollSideftngtheleadvehicle幽rnlatione虢ctedbywirelesscommunicationnetwork·Thehybridmodelt出es甜laccoumofplat00nandnetworktooptimizetheexisintingmodeI．Thirdly，packetdropoutprocessisconsideredwhentheleadVehiclei幽rnlatlontransmitsthrou

7、ghwirelessnetwork．Atheoremisproposedt0ensurethemodelmean—squares协bil埘．ThedynamicoutputfeedbackcontrollerisconstmctedbasedonaLMIcondition．Theperformanceofplatoonaffectedbytheaccelerationchangesfromthe1eadv611icleisconsidered．Acontrollerisdesignedwithpacketdropoutanddis砌ance．At

8、last，theperfomaJlceofthedesignedcontrollerisverifiedbyaFinally，analy