基于反馈线性化的车辆编队控制.pdf

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1、、℃●-建分类号UDC密级单位代码!Q151基于反馈线性化的车辆编队控制钱方指导教师郭戈职称学位授予单位教授大连海事大学申请学位级别工学硕士学科(专业)控制理论与控制工程论文完成日期2011年6月答辩日期2011年6月答辩委员会主席要盥丫小f『i●譬，▲Y吣●IIIlIIIIIIIIITtlIIlY1895621VehicleFormationControlbasedonfeedbacklinearizationAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsf

2、orthedegreeofMasterofEngineeringbyQianFang(ControlTheoryandControlEngineering)ThesisSupervisor：ProfessorGuoGeJune20117tP州0弋甲，伊、P够●大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文竺基王厦堡线：睦丝的奎麴缠丛控剑：：。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集

3、体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。1学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期fiJ(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，

4、并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密口(请在以上方框内打“√”)论文作者签名：导师签名：日期：矽／／年7月／日心or．小一／●1l丁UF’，I妙@誓中文摘要摘要车辆编队的控制问题对于提高交通系统的智能性和安全性具有重要意义。本文在领航跟随方法体系下对车辆编队控制问题进行了研究，主要工作如下：1．利用领航跟随的控制方法，统一为编队中各车辆分别建立了两个基于运动学的无阻尼、纯滚动无滑动的数学模型。这两个模型中分别设计了以传感器作为固定离轴点和以期望距离相关量为偏移量的不定离轴点。并为

5、了方便计算，建立起以跟随车辆为参考的新的坐标系下的动态模型。将跟随车辆与领航车辆的跟踪问题转化为跟随车辆离轴点对虚拟车辆的跟踪问题，即对三个误差系统的控制问题。2．在所设计的控制结构模块的基础上，针对结构模块的第三层，用所建立的两个动态模型，分别设计了带有固定离轴点和不定离轴点的输入输出反馈线性化的跟踪控制器。这两个跟踪控制器均是以位置误差和航向角误差为状态量，以跟随车辆的线速度和角速度为控制量进行控制的。通过对两个增益的调节，即可使跟随车辆能够与领航车辆保持期望的距离和角度行驶，并通过李雅普诺夫定理分别证明了所设计的两个跟踪控制器的渐近稳定性。3．利用图论将所设计的跟

6、踪控制器扩展到由N辆车组成的车辆编队中。并以由十辆车组成的五角星队形为例，分别设计了两种不同的领航跟随关系下的邻接矩阵和参数矩阵。通过对两个矩阵和各初始条件的设定，对整个车辆编队进行仿真分析。并通过仿真结果，比较在车辆编队中不同领航跟随关系对控制结果的影响，以及相同领航跟随关系下不同跟踪控制器控制编队的跟踪效率和跟踪效果的优劣，从而得出结论。Ⅵ『}关键词：车辆编队；领航跟随法；反馈线性化；跟踪控制器妒’～pI每一_‘k1矽·～英文摘要ABSTI认CTThecontrollingofvehicleformationisofgreatsignificancetoimprov

7、etheintelligenceandsecurityforthetransportsystem．Thispaperinvestigatestheproblemofvehicleformationcontrolintheframeworkofleader-followermethodology．Themaincontributionsofthispaperareasfollows：1．Throughtheleader-followermethod，wehaveestablishedtwodynamicmodelsbasedonkinema