發(fā)布時(shí)間：2017-04-28 10:01

  本文關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中多自主車(chē)輛系統(tǒng)協(xié)作控制與分布式優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多自主車(chē)輛系統(tǒng)的相關(guān)研究成果有助于高效利用有限的交通資源,提高道路交通的安全性,近年來(lái)已成為智能交通領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文主要研究動(dòng)態(tài)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中多自主車(chē)輛系統(tǒng)的協(xié)作控制與分布式優(yōu)化,包括車(chē)輛編隊(duì)中的跟隨和隊(duì)形控制、道路交叉口區(qū)域多車(chē)協(xié)作以及多自主車(chē)輛任務(wù)規(guī)劃等,主要內(nèi)容如下:(1)通過(guò)車(chē)輛跟隨的Leader-follower模型,建立車(chē)輛跟隨誤差模型,設(shè)計(jì)跟隨控制器實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的穩(wěn)定跟隨控制。建立自主車(chē)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,采用Leader-follower結(jié)構(gòu)描述兩車(chē)跟隨關(guān)系,得到車(chē)輛跟隨誤差模型。根據(jù)反饋線(xiàn)性化和Lyapunov穩(wěn)定性理論,設(shè)計(jì)車(chē)輛跟隨控制器。仿真結(jié)果表明該控制器能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛的穩(wěn)定跟隨控制。(2)根據(jù)圖論描述車(chē)隊(duì)中的Leader-follower關(guān)系,采用設(shè)計(jì)的跟隨控制器實(shí)現(xiàn)車(chē)隊(duì)隊(duì)形的穩(wěn)定控制。以圖的形式表示車(chē)隊(duì)隊(duì)形,圖中的點(diǎn)代表自主車(chē),邊代表車(chē)輛間的Leader-follower關(guān)系。驗(yàn)證跟隨控制器對(duì)典型隊(duì)形的控制作用,針對(duì)車(chē)隊(duì)隊(duì)形保持和改變進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明該控制器能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)隊(duì)隊(duì)形的穩(wěn)定控制。(3)建立道路交叉口區(qū)域多自主車(chē)輛協(xié)作控制模型,并對(duì)模型進(jìn)行求解。引入時(shí)空軌跡圖分析車(chē)輛與交叉口入口的距離隨時(shí)間的變化關(guān)系,建立多車(chē)協(xié)作安全性指標(biāo),以通過(guò)交叉口區(qū)域總時(shí)間最短為目標(biāo)建立多車(chē)協(xié)作快速性指標(biāo),將兩個(gè)指標(biāo)加權(quán)處理得到多車(chē)協(xié)作模型,并給出模型的約束條件。采用罰函數(shù)法對(duì)模型進(jìn)行處理并采用粒子群算法進(jìn)行求解,算例求解結(jié)果表明該方法能使多車(chē)協(xié)作模型的目標(biāo)函數(shù)收斂,并求得多車(chē)協(xié)作的最優(yōu)加速度。(4)對(duì)典型交通路網(wǎng)建模,研究多自主車(chē)輛任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題。基于交通路網(wǎng)中路口節(jié)點(diǎn)分布相對(duì)松散的特點(diǎn),提出自主車(chē)輛位置預(yù)分配,采用模擬退火算法求解預(yù)分配路口節(jié)點(diǎn)組合作為多車(chē)任務(wù)規(guī)劃的起始節(jié)點(diǎn)。引入自主車(chē)的能力和偏好減少拍賣(mài)中的沖突,并采用Dijkstra算法進(jìn)行路徑規(guī)劃。仿真結(jié)果表明以預(yù)分配節(jié)點(diǎn)組合作為任務(wù)規(guī)劃起始節(jié)點(diǎn)能夠減少多自主車(chē)輛任務(wù)規(guī)劃時(shí)間。綜上所述,本文就動(dòng)態(tài)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中多自主車(chē)輛系統(tǒng)協(xié)作控制與分布式優(yōu)化問(wèn)題,進(jìn)行了多自主車(chē)輛跟隨控制、隊(duì)形控制、交叉口協(xié)作以及任務(wù)規(guī)劃相關(guān)的理論研究,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證與分析。
【關(guān)鍵詞】：多自主車(chē)輛系統(tǒng) 跟隨控制 隊(duì)形控制 交叉口協(xié)作 任務(wù)規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U495;U463.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 問(wèn)題的提出與研究意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)問(wèn)題研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 智能交通系統(tǒng)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 多智能車(chē)輛仿真與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 智能車(chē)輛安全控制與協(xié)作研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 存在的主要問(wèn)題15-16
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排16-19
• 第2章 自主車(chē)輛跟隨控制器設(shè)計(jì)19-31
• 2.1 引言19-20
• 2.2 自主車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)建模20-21
• 2.3 車(chē)輛跟隨控制的Leader-follower模型21-24
• 2.3.1 Leader-follower結(jié)構(gòu)21-22
• 2.3.2 車(chē)輛跟隨誤差模型22-24
• 2.4 車(chē)輛跟隨控制器設(shè)計(jì)24-26
• 2.5 仿真實(shí)驗(yàn)與分析26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-31
• 第3章 多自主車(chē)輛隊(duì)形控制31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 車(chē)隊(duì)隊(duì)形的描述31-32
• 3.3 橫向隊(duì)形和三角形隊(duì)形控制驗(yàn)證32-35
• 3.3.1 橫向隊(duì)形33-34
• 3.3.2 三角形隊(duì)形34-35
• 3.4 隊(duì)形控制仿真與分析35-39
• 3.4.1 車(chē)隊(duì)隊(duì)形保持36-37
• 3.4.2 車(chē)隊(duì)隊(duì)形改變37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 第4章 道路交叉口區(qū)域多自主車(chē)輛協(xié)作控制41-53
• 4.1 引言41
• 4.2 道路交叉口區(qū)域車(chē)輛沖突分析41-42
• 4.3 道路交叉口區(qū)域多車(chē)協(xié)作模型的建立42-47
• 4.3.1 安全性指標(biāo)43-46
• 4.3.2 快速性指標(biāo)46
• 4.3.3 模型的約束條件46-47
• 4.3.4 道路交叉口區(qū)域多車(chē)協(xié)作模型47
• 4.4 模型求解47-52
• 4.4.1 約束優(yōu)化問(wèn)題的預(yù)處理47-49
• 4.4.2 粒子群優(yōu)化算法49-50
• 4.4.3 算例求解與分析50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第5章 典型交通路網(wǎng)中多自主車(chē)輛任務(wù)規(guī)劃53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 典型交通路網(wǎng)建模53-55
• 5.3 多自主車(chē)輛任務(wù)規(guī)劃55-60
• 5.3.1 自主車(chē)輛位置預(yù)分配55-56
• 5.3.2 基于拍賣(mài)的動(dòng)態(tài)任務(wù)分配56-59
• 5.3.3 基于Dijkstra算法的路徑規(guī)劃59-60
• 5.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析60-61
• 5.5 本章小結(jié)61-63
• 第6章 全文總結(jié)63-65
• 6.1 本文完成的主要工作63-64
• 6.2 需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題64-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 作者簡(jiǎn)介及研究成果71-73
• 致謝73

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本文編號(hào)：332572