基于無線網(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)展越來越迅猛，汽車的人均保有量越來越多，然而汽車數(shù)量的增多也帶來了越來越多的問題。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)重問題、阻礙社會經(jīng)濟(jì)與環(huán)境健康發(fā)展的同時，國內(nèi)高速公路的保有量也逐漸趨于飽和。目前解決交通問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)控制可以通過減小車間距離來緩解交通壓力，同時實(shí)現(xiàn)車輛的自動或半自動來提高駕駛?cè)藛T的舒適性。隨著無線網(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，對于自主車隊(duì)控制研究問題主要集中在如下兩個方面：一是控制方法的研究，設(shè)計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題對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響，如執(zhí)

3、行器時延和燃油延時等問題。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題，如網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延、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。對于這些問題，目前卻很少有研究。本文的研究即是從網(wǎng)絡(luò)的角度來研究基于無線網(wǎng)絡(luò)的車隊(duì)跟隨控制問題。本文的工作如下：
　?。?）車隊(duì)模型的建立。首先對車輛進(jìn)行簡單的動力力學(xué)分析，以牛頓第二定理為基礎(chǔ)來建立車輛的模型；將發(fā)動機(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)時延影響下的自主車隊(duì)跟隨控制問題的研究。當(dāng)引入網(wǎng)絡(luò)后，網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延不可避免的存在于車隊(duì)閉環(huán)系統(tǒng)之中，時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)計合適的控制方法使車隊(duì)在存在時延的情況下能穩(wěn)定行駛。最后通過 MATLAB仿真驗(yàn)證所設(shè)計的控制方法。
　?。?）網(wǎng)絡(luò)時延和數(shù)據(jù)包丟失同時存在的自主車隊(duì)跟隨控制問題的研究。在實(shí)際的情況之中，網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延和