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自動(dòng)化公路系統(tǒng)車輛縱橫向控制

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內(nèi)容提示：自動(dòng)化公路系統(tǒng)(Automated Highway System)是智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System)最主要的子系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)導(dǎo)航和控 制、交通管理以及事故處理等的自動(dòng)化，提高整個(gè)公路系統(tǒng)的安全性和運(yùn)行 效率。自動(dòng)化公路系統(tǒng)中一項(xiàng)重要內(nèi)容是研究和設(shè)計(jì)車輛縱向、橫向控制規(guī) 律，實(shí)現(xiàn)車輛無人駕駛。本文從車輛動(dòng)力學(xué)模型的建立入手，在對(duì)幾類非線 性關(guān)聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上，，對(duì)車輛縱向跟隨、車道保持、車輛換道等 自動(dòng)化公路系統(tǒng)車輛自動(dòng)控制的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了研究。 對(duì)影響汽車運(yùn)動(dòng)的主要因素及汽車縱向運(yùn)動(dòng)和側(cè)向運(yùn)動(dòng)的相互影響進(jìn) 行了分析�；谄囀芰Ψ治龊蛣�(dòng)力學(xué)定律，以車輛縱向速度、橫向速度及 橫擺角速度為狀態(tài)變量，分別建立了汽車縱向運(yùn)動(dòng)、側(cè)向運(yùn)動(dòng)以及縱橫向耦 合運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型。 對(duì)兩類具有時(shí)間滯后的無限維非線性關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的群指數(shù)穩(wěn)定性進(jìn)行了 研究。以系統(tǒng)的孤立子系統(tǒng)穩(wěn)定性條件為基礎(chǔ)，應(yīng)用向量李雅普諾夫函數(shù)方 法和比較原理，在假定系統(tǒng)滿足全局Lipschitz條件的情況下，得到了關(guān)聯(lián)系 統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定的充分判據(jù)。 對(duì)自動(dòng)化公路系統(tǒng)車輛縱向跟隨控制進(jìn)行了研究。就“顧前”型和“顧 前顧后”型兩種控制思路，基于車輛縱向動(dòng)力學(xué)模型和固定車間距跟隨策略 建立了車輛跟隨誤差的動(dòng)態(tài)方程；假定車隊(duì)中每個(gè)跟隨車輛依靠車間通信接 收領(lǐng)頭車輛以及該車相鄰車輛的位移、速度信息，以車輛作動(dòng)／制動(dòng)作用力 為控制變量，設(shè)計(jì)了變結(jié)構(gòu)控制規(guī)律；基于非線性關(guān)聯(lián)系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)， 對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。對(duì)具有參數(shù)不確定性的車輛縱向控制系 統(tǒng)，針對(duì)參數(shù)有界和參數(shù)慢變這兩種情況分別進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了變結(jié)構(gòu)魯 棒控制規(guī)律和參數(shù)自適應(yīng)律。

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