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题名关于时滞车辆队列闭环稳定性的最紧要特征值
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作者
沈永明
朱旭
闫茂德
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机构
长安大学电子与控制工程学院
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出处
《哈尔滨工业大学学报》
北大核心
2025年第4期40-51,共12页
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基金
国家自然科学基金(62003054,52372406)
陕西省重点研发计划资助项目(2023YBGY398)。
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文摘
为研究时滞车辆队列的闭环稳定性与通信拓扑之间的本质关系揭示问题,针对二阶车辆队列与任意通信拓扑,提出了一种普适的最紧要特征值(MEE)搜寻方法。首先,基于车辆纵向动力学模型与含时滞分布式控制器,构建了时滞车辆队列闭环系统,并通过根趋势定义与Hermite稳定判据确定了系统仅存在一个时滞稳定区间。接着,对于拉普拉斯矩阵特征值全为实数的情况,通过分析系统最大容许时滞与拉普拉斯矩阵特征值之间的单调性关系,证明了二阶车辆队列的MEE必定为拉普拉斯矩阵的最大特征值。然后,对于部分特征值为共轭复数的情况,发现一对共轭复数特征值所对应的最大容许时滞大小相等,并给出了最大容许时滞的解析式。最后,在上述单调性关系分析过程中揭示了共轭复数特征值幅值与相角对MEE的影响规律,提出了简明的MEE搜寻规则。研究结果表明,通过仿真实例验证了所提理论方法的正确性,与传统遍历式的最大容许时滞求解方法相比,所提方法可大幅度降低运算量。MEE搜寻方法适用于任意通信拓扑下的二阶车辆队列系统闭环稳定性分析,具有普适性。
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关键词
时滞车辆队列
通信拓扑
最紧要特征值(MEE)
最大容许时滞
单调性分析
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Keywords
delayed vehicle platoon
communication topology
most exigent eigenvalue(MEE)
maximum allowable delay
monotonicity analysis
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分类号
TP13
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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