基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的車輛跟隨控制的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的發(fā)展，汽車行業(yè)的發(fā)展越來(lái)越迅猛，汽車的人均保有量越來(lái)越多，然而汽車數(shù)量的增多也帶來(lái)了越來(lái)越多的問(wèn)題。在交通擁堵和交通事故日益成為影響人們生產(chǎn)和生活的嚴(yán)重問(wèn)題、阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境健康發(fā)展的同時(shí)，國(guó)內(nèi)高速公路的保有量也逐漸趨于飽和。目前解決交通問(wèn)題的首選方法是依靠車隊(duì)的自主控制，自主車隊(duì)控制通過(guò)減小車間距離，增加交通流量可以很好的緩解交通壓力，同時(shí)減少交通事故的發(fā)生。
　　自主車隊(duì)的控制的核心思想，是后面的車輛通過(guò)一定

2、的通信方法得到前面車輛的信息，以前車信息作為控制輸入，設(shè)計(jì)控制方法，使后面車輛跟隨前車行駛。自主車隊(duì)控制可以通過(guò)減小車間距離來(lái)緩解交通壓力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)或半自動(dòng)來(lái)提高駕駛?cè)藛T的舒適性。隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為自主車隊(duì)通信的首選方法。目前，對(duì)于自主車隊(duì)控制研究問(wèn)題主要集中在如下兩個(gè)方面：一是控制方法的研究，設(shè)計(jì)合適的控制方法使車輛及車隊(duì)在預(yù)設(shè)的車間距離下穩(wěn)定行駛。二是考慮車輛本身存在的問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響，如執(zhí)

3、行器時(shí)延和燃油延時(shí)等問(wèn)題。然而，隨著車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于自主車隊(duì)控制之中，網(wǎng)絡(luò)傳遞中存在的固有問(wèn)題，如網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延、量化、數(shù)據(jù)包丟失等等，將不可避免的帶入到車隊(duì)控制系統(tǒng)之中。對(duì)于這些問(wèn)題，目前卻很少有研究。本文的研究即是從網(wǎng)絡(luò)的角度來(lái)研究基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的車隊(duì)跟隨控制問(wèn)題。本文的工作如下：
　　（1）車隊(duì)模型的建立。首先對(duì)車輛進(jìn)行簡(jiǎn)單的動(dòng)力力學(xué)分析，以牛頓第二定理為基礎(chǔ)來(lái)建立車輛的模型；將發(fā)動(dòng)機(jī)模型代入車輛模型之中，最終推導(dǎo)出車輛

4、的狀態(tài)空間模型。這里所建立的車輛及車隊(duì)模型為下一步工作的基礎(chǔ)。
　?。?）網(wǎng)絡(luò)時(shí)延影響下的自主車隊(duì)跟隨控制問(wèn)題的研究。當(dāng)引入網(wǎng)絡(luò)后，網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延不可避免的存在于車隊(duì)閉環(huán)系統(tǒng)之中，時(shí)延的存在將影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這部分的工作即是設(shè)計(jì)合適的控制方法使車隊(duì)在存在時(shí)延的情況下能穩(wěn)定行駛。最后通過(guò) MATLAB仿真驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的控制方法。
　?。?）網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和數(shù)據(jù)包丟失同時(shí)存在的自主車隊(duì)跟隨控制問(wèn)題的研究。在實(shí)際的情況之中，網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延和