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题名单向通信下多队列车辆轨迹同步的DMPC控制器设计
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作者
王正武
文强
吴锯强
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机构
长沙理工大学交通学院
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出处
《自动化学报》
北大核心
2025年第9期2085-2105,共21页
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基金
国家自然科学基金(52372296)
长沙市科技重大专项项目基金(kh2301004)
+1 种基金
湖南省自然科学基金(2023JJ30039)
湖南省研究生科研创新项目基金(CX20230856)资助~~。
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文摘
针对多队列系统中的车辆编队协同控制问题,研究在单向通信结构下实现高效队列协同的方法.首先,建立多队列系统的车辆动力学模型,设计以各队列领航车为根节点的全局通信拓扑,以支持信息在队列内和队列间的传递.基于此拓扑结构,提出一种包含队列内和队列间耦合约束的分布式模型预测控制方法,分别针对队列内跟随车辆和队列间领航车辆制定不同的局部优化问题,以实现车辆和队列的并行优化.其次,通过Lyapunov稳定性分析,证明所提控制方法在单向通信拓扑下的渐近稳定性,并推导保证系统弦稳定性的参数设计条件.数值仿真对比分析了三种队列间通信拓扑结构(领航车-尾车跟踪、领航车-领航车跟踪、领航车与领航车-尾车结合策略)的控制性能.结果表明,领航车与领航车-尾车结合策略在响应速度和系统稳定性之间达到最佳平衡.此外,研究还验证了所提方法对不同惯性滞后参数和异质车辆特性的适应能力,为多队列车辆系统的协同控制提供理论基础和实用方法,对智能交通系统的实际应用具有重要参考价值.
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关键词
自动驾驶
分布式模型预测控制
多队列系统
通信拓扑结构
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Keywords
Autonomous driving
distributed model predictive control
multi-platoon system
communication topology
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分类号
U495
[交通运输工程—交通运输规划与管理]
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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