智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合了汽車的智能化與網(wǎng)聯(lián)化技術(shù),其可通過車車通信組成多車系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)感知、決策和控制的協(xié)同,有效提升車輛性能。多車系統(tǒng)協(xié)同控制受到網(wǎng)聯(lián)車輛、通信網(wǎng)絡(luò)與行駛道路的共同影響,然而,現(xiàn)有研究難以在一般通信拓?fù)湎嘛@式處理車輛的動力學(xué)特性異質(zhì)性,難以在切換通信拓?fù)湎聦?shí)現(xiàn)優(yōu)化控制,在非信控路口約束下依賴于集中式?jīng)Q策。針對這些問題,本文以多車系統(tǒng)為研究對象,提出了顯式處理車輛動力學(xué)特性異質(zhì)性的分布式控制方法、考慮切換通信拓?fù)涞姆植际筋A(yù)測控制方法和面向非信控路口約束的多車系統(tǒng)分布式協(xié)同方法,為復(fù)雜車-網(wǎng)-路條件下的多車系統(tǒng)分布式運(yùn)動控制提供了理論基礎(chǔ)與方法支撐。首先,提出了顯式處理動力學(xué)特性異質(zhì)性的多車系統(tǒng)分布式控制方法。針對有向無環(huán)圖拓?fù)?基于拓?fù)渑判驅(qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行相似變換,并利用變換后系統(tǒng)的下三角結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分解,進(jìn)而導(dǎo)出了內(nèi)穩(wěn)定性的充分必要條件。進(jìn)一步,針對多前車跟隨拓?fù)?給出了保證隊(duì)列穩(wěn)定性的反饋增益存在性的充分必要條件。該方法解決了一般通信拓?fù)湎码y以顯式處理動力學(xué)特性異質(zhì)性的問題。其次,提出了考慮切換通信拓?fù)涞亩嘬囅到y(tǒng)分布式預(yù)測控制方法。在分布式模型預(yù)測控制的框架下,構(gòu)造了關(guān)于切換...

【文章頁數(shù)】：167 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號對照表
第1章 引言
    1.1 概述
    1.2 多車系統(tǒng)分布式控制研究現(xiàn)狀
        1.2.1 車輛隊(duì)列協(xié)同控制概述
        1.2.2 考慮異質(zhì)車輛動力學(xué)的車輛隊(duì)列控制
        1.2.3 考慮切換通信拓?fù)涞能囕v隊(duì)列控制
        1.2.4 考慮非信控路口約束的多車協(xié)同
    1.3 多智能體系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 多智能體系統(tǒng)分布式控制
        1.3.2 多智能體系統(tǒng)分布式優(yōu)化
    1.4 本文研究內(nèi)容
第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    2.2 關(guān)鍵技術(shù)
第3章 顯式處理動力學(xué)特性異質(zhì)性的多車系統(tǒng)分布式控制
    3.1 異質(zhì)多車系統(tǒng)動力學(xué)模型
        3.1.1 單車縱向動力學(xué)建模
        3.1.2 多車通信拓?fù)浣?br>        3.1.3 車輛隊(duì)列控制目標(biāo)
    3.2 有向無環(huán)圖下的異質(zhì)隊(duì)列分布式控制
        3.2.1 線性反饋控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定區(qū)域分析
        3.2.2 基于代數(shù)黎卡提方程的控制器設(shè)計(jì)
    3.3 多前車跟隨下的異質(zhì)隊(duì)列分布式控制
        3.3.1 保證期望車間距離一致的恒定時距定義
        3.3.2 線性反饋控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定區(qū)域分析
        3.3.3 勻質(zhì)動力學(xué)情況的隊(duì)列穩(wěn)定性分析
        3.3.4 異質(zhì)動力學(xué)情況的魯棒控制
    3.4 數(shù)值仿真驗(yàn)證
        3.4.1 有向無環(huán)圖下異質(zhì)隊(duì)列仿真
        3.4.2 多前車跟隨下異質(zhì)隊(duì)列仿真
    3.5 本章小結(jié)
第4章 考慮切換通信拓?fù)涞亩嘬囅到y(tǒng)分布式預(yù)測控制
    4.1 切換通信拓?fù)湎碌能囕v隊(duì)列模型
    4.2 分布式模型預(yù)測控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 分布式模型預(yù)測控制概述
        4.2.2 分布式優(yōu)化問題設(shè)計(jì)
        4.2.3 控制器算法流程設(shè)計(jì)
    4.3 閉環(huán)系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性分析
        4.3.1 預(yù)測狀態(tài)終端收斂性分析
        4.3.2 基于聯(lián)合鄰居集的李雅普諾夫函數(shù)設(shè)計(jì)
        4.3.3 單個車輛李雅普諾夫函數(shù)增量分析
        4.3.4 全部車輛李雅普諾夫函數(shù)增量分析
        4.3.5 漸近穩(wěn)定性定理
    4.4 數(shù)值仿真驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 面向非信控路口約束的多車系統(tǒng)分布式協(xié)同
    5.1 非信控路口多車系統(tǒng)模型
        5.1.1 非信控十字交叉路口
        5.1.2 考慮有界加速度的單車縱向動力學(xué)模型
        5.1.3 有限的車車通信距離
        5.1.4 非信控路口分布式協(xié)同問題
    5.2 多車系統(tǒng)分區(qū)協(xié)同架構(gòu)
    5.3 車輛狀態(tài)的分布式觀測
        5.3.1 分布式固定時間觀測算法設(shè)計(jì)
        5.3.2 分布式固定時間觀測算法收斂性分析
    5.4 到達(dá)時間的分布式優(yōu)化
        5.4.1 到達(dá)時間優(yōu)化問題構(gòu)造
        5.4.2 分布式優(yōu)化算法設(shè)計(jì)及收斂性分析
    5.5 期望軌跡的分布式跟蹤
        5.5.1 期望軌跡規(guī)劃
        5.5.2 分布式軌跡跟蹤算法設(shè)計(jì)
        5.5.3 分布式軌跡跟蹤算法穩(wěn)定性分析
    5.6 數(shù)值仿真驗(yàn)證
    5.7 本章小結(jié)
第6章 仿真驗(yàn)證與實(shí)車試驗(yàn)
    6.1 仿真驗(yàn)證
        6.1.1 仿真驗(yàn)證平臺
        6.1.2 軌跡跟蹤算法的性能對比
        6.1.3 分布式協(xié)同算法的性能對比
    6.2 實(shí)車試驗(yàn)
        6.2.1 實(shí)車試驗(yàn)平臺
        6.2.2 試驗(yàn)車輛的模型參數(shù)辨識
        6.2.3 控制器反饋增益的參數(shù)整定
        6.2.4 車輛隊(duì)列控制的實(shí)車試驗(yàn)
    6.3 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3844667