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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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题名复杂混合车辆队列协同控制及稳定性研究
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作者
杜文举
赵尚飞
董建勋
黄哲凯
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机构
兰州交通大学交通运输学院
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出处
《计算机工程与应用》
北大核心
2025年第12期372-384,共13页
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基金
国家自然科学基金(72361018)
兰州交通大学-天津大学联合创新基金项目(LH2023006)。
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文摘
针对由人工驾驶车辆(human-driven vehicle,HDV)、网联辅助驾驶车辆(connected human-driven vehicle,CHV)以及网联自动驾驶车辆(connected autonomous vehicle,CAV)构成的复杂混合车辆队列,构建复杂混合车辆队列系统模型,提出基于异质多智能体牵制一致性的复杂混合车辆队列协同控制器。将驾驶员反应时延和车辆通信时延引入模型,设计时滞复杂混合车辆队列协同控制器,揭示时延提升混合车辆队列协同运行能力的内在机理。基于Lyapunov分析法对复杂混合车辆队列系统的稳定性进行分析,得到队列稳定性条件。设计数值仿真实验,分析CHV车间时距、CAV车间时距、驾驶员反应时延与车辆通信时延对复杂混合车辆队列稳定性的影响。研究结果表明:(1)设计的控制器能够有效控制复杂混合车辆队列,保证车辆以队列模式行驶;(2)复杂混合车辆队列中CHV车间时距和CAV车间时距分别取1.1 s和0.6 s时最有利于队列的稳定;(3)驾驶员的反应时延和车辆通讯时延对混合车辆队列的稳定性都具有消极作用,所设计的控制器能够很好抑制驾驶员反应时延和车辆通信延的影响。
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关键词
智能交通
混合车辆队列
协同控制
多智能体系统
牵引一致性
稳定性
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Keywords
intelligent transportation
mixed vehicle platoon
cooperative control
multi-agent systems
pinning consen-sus
stability
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分类号
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
U491.255
[交通运输工程—交通运输规划与管理]
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题名基于多集群系统的车辆协同换道控制
被引量：4
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作者
谢光强
赵俊伟
李杨
许浩然
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机构
广东工业大学计算机学院
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出处
《广东工业大学学报》
CAS
2021年第5期1-9,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(61876043,61472089)。
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文摘
针对智能联网环境下的多车协同换道问题,设计一个基于多集群系统的车辆协同控制框架。给出了虚拟领导者的选取条件,智能联网车辆通过分布式集群划分算法选取邻居车辆、领导者、虚拟领导者作为控制协议的状态演化。在此基础上,提出适用于集群空间分配的间距控制算法和基于领导者跟随者的集群控制协议,使换道车辆扩大前后车辆纵向距离以达到安全换道间距。理论分析采取多微分方程求解的方式,证明所提控制协议能保证集群内的局部一致性和集群间的群一致性。仿真实例表明,所提算法与控制协议实现多集群速度收敛一致,车辆间保持期望安全间距以稀疏队形稳定行驶,多辆车辆安全准确换道到目标车道。
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关键词
出口匝道
智能网联车辆
协同控制
多智能体系统
分布式编队
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Keywords
off ramps
connected and automated vehicle
cooperative control
multi-agent system
platoon
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名基于多车辆集群的多编队一致性协议
被引量：2
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作者
谢光强
吴彦彬
李杨
许浩然
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机构
广东工业大学计算机学院
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出处
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2021年第10期2948-2953,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(62006047,618760439)。
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文摘
针对车道减少路段下的车辆通行问题,提出了一个基于多车辆集群的多编队横向和纵向一致性协议。该协议既保证集群内领导车、跟随车状态的一致性,又保证集群间领导车状态的一致性,使得集群所有车辆能够通过车道减少路口。利用Routh稳定理论和Lyapunov方法,对控制协议进行一致性和稳定性分析。仿真实验结果验证了所提横向和纵向协议能够使得多车辆集群收敛一致,并且在满足不同车辆换道比例的情况下能够提高道路吞吐量、减少总通行时间。
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关键词
车道减少
智能网联汽车
多智能体系统
领导跟随一致性
分布式编队
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Keywords
lane reduction
connected and automated vehicles
multi-agent systems
leader-follower consensus
distributed platoon
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分类号
TP301
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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