基于鲁棒自适应控制的车辆领航编队控制方法研究

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1、学校代码：密级：公开义交邊乂孳硕士学位论文基于鲁棒自适应控制的车辆领航编队控制方法研究作者姓名韩璐学科专业智能交通工程指导教师李润梅副教授培养院系电子信息工程学院二零一五年三月硕士学位论文基于鲁棒自适应控制的车辆领航编队控制方法研宂作者：韩職导师：李润梅北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向

2、国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名务签字曰期年月气签字曰期：广年义月曰学校代码：密级：公开北京交通大学硕士学位论文基于鲁棒自适应控制的车辆领航编队控制方法研究作者姓名：韩猫学号：导师姓名：李润梅职称副教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：智能交通工程研究方向：智能交通北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师李润梅教授的悉心指导下完成的，李润梅教授严谨的治学态度

3、和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来李润梅老师对我的关心和指导。李润梅教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向李润梅老师表示衷心的谢意。刘峰教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室学习期间，赵顺利、李智、王蕊等同学对我的研究工作给予了很大帮助，在此向他们表达我的感激之情。特别感谢祝文菲、陆宽、石运嘉、杨婉清、江超阳等同学对我论文撰写的极大帮助，在他们的帮助下我才能够顺利完成我的论文。另外也感谢家人

4、，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。北京交通大学硕士学位论文摘要摘要车辆编队是在车与车之间的协作与配合基础上的车路协同系统的重要研究问题之一。为了提高车辆编队的控制效果，本文在分析国内外编队控制相关研究的基础上，根据车辆编队中两车领航跟随误差模型，针对系统内部参数不确定条件下的控制问题，应用反馈线性化算法和自适应控制原理设计了自适应控制策略，进而考虑系统外部干扰应用鲁棒控制原理设计了鲁棒控制策略。本文同时针对多车编队控制问题，在己有两车领航编队组织模型的基础上，基于图论确定了编队层数最少的编

5、队规则，并依据此规则将两车领航跟随控制策略扩展至多车编队控制，提高了车辆编队在复杂环境下的稳定性和有效性。本文主要进行了以下几个方面的工作：首先，给出了两车领航跟随误差模型。本文根据一对领航车辆与跟随车辆间的几何位置和领航跟随关系，在单个车辆结构模型的基础上，给出了两车领航跟随运动学模型，将多车编队的控制问题转化为两车的领航跟随基本问题。其次，设计了两车跟随自适应控制策略。本文给出了两车领航跟随反馈线性化控制策略，在此基础上为了应对系统参数的不确定应用自适应原理设计了自适应控制器，通过理论和仿真证明自适应

6、控制器能够很好的处理系统内部参数的不确定问题，但无法应对外部干扰。再次，设计了两车跟随鲁棒控制策略。在已有反馈线性化和自适应控制的基础上，考虑外界干扰应用了鲁棒控制算法，通过不同条件下的仿真验证了鲁棒自适应控制在系统参数不确定和有外界干扰的综合情况下的稳定性和有效性。最后，确定了多车编队组织规则。本文根据图论相关知识，结合所设计控制算法，讨论了多车编队队形的结构，确定了图层数最少的编队组织规则。在此基础上将两车领航跟随鲁棒自适应控制扩展至多车编队。通过多车编队仿真，证明鲁棒自适应控制策略和层数最少编队组织

7、规则能够达到满意的车辆编队控制效果。关键词：车路协同系统；车辆编队控制；领航跟随方法；自适应控制；鲁棒控制北京交通大学硕士学位论文，，，，，，，，北京交通大学硕士学位论文：北京交通大学硕士学位论文目录目录■弓研究的背景及意义编队控制研宄国内外编队控制研究现状车辆编队研究方法本文主要研宄内容两车领航跟随模型引言单个车辆运动学模型两车领航跟随几何位置关系模型两车领航跟随误差模型本章小结两车领航跟随自适应控制方法研究引言系统稳定性理论稳定性原理引理反馈线性化控制算法反馈线性化基本原理反馈线性化控制器反馈线性化控

8、制器仿真验证自适应控制算法两车领航跟随自适应控制器设计两车领航跟随自适应控制器仿真验证本章小结两车领航跟随鲁棒控制方法研宄北京交通大学硕士学位论文目录引言鲁棒控制算法鲁棒控制原理两车领航跟随鲁棒控制器设计两车领航跟随鲁棒控制器仿真验证本章小结多车编队控制方法研究引言图论简介多车编队控制车辆跟随关系描述多车编队组织规则编队规则仿真验证多车编队控制仿真本章小结会吉仓参考文献作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果独创性声明学位论文