一种任意通信链故障下的车辆编队纵向控制方法技术

本发明专利技术涉及一种任意通信链故障下的车辆编队纵向控制方法,包括以下步骤：步骤S1:分析Bidirectional

【技术实现步骤摘要】
一种任意通信链故障下的车辆编队纵向控制方法


[0001]本专利技术涉及智能交通
，具体涉及一种任意通信链故障下的车辆编队纵向控制方法。

技术介绍

[0002]随着世界各国城市化进程的提速、汽车数量的爆炸式增长，城市拥堵问题也日益严重，与此相伴的是频繁的交通事故和空气污染，使城市承载能力与社会运行效率受到了严峻挑战。由于车辆编队在缓解道路拥堵、提高交通安全、降低油耗方面具有巨大潜力，近年来引起了广泛关注。
[0003]车辆编队纵向控制问题可以看作是一个多输入、多参数、多约束的优化问题，因此分布式模型预测控制方法可以有效地解决该问题。用于车辆编队纵向控制的分布式模型预测控制框架主要包括四个部分:车辆运动学或动力学模型、通信拓扑结构、分布式控制器和编队几何形状。其中，通信拓扑结构对于车辆编队的稳定具有至关重要的作用。编队中的每辆车都需要依靠通信拓扑定义的数据流动方向，通过车车(V2V)通信获取邻居车辆的数据，并利用这些数据构建其局部最优控制律，所以一旦通信链发生故障，将给编队带来巨大的安全隐患。因此研究一种任意通信链故障下基于分布式模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种任意通信链故障下的车辆编队纵向控制方法,其特征在于，包括以下步骤：步骤S1:分析Bidirectional
‑
leader通信拓扑结构下可能的通信链故障情况,并根据故障位置以及处理方法分为三大类型；步骤S2:利用Bidirectional
‑
leader拓扑结构特征，结合分布式模型预测控制算法针对每一种故障类型，构建相应的主动通信拓扑和控制器变换方案。2.根据权利要求1所述的一种任意通信链故障下的车辆编队纵向控制方法,其特征在于，所述步骤S1具体为：在Bidirectional
‑
leader通信拓扑结构中，设对于N+1辆车辆组成的车辆编队，其中1辆为领航者，N辆为跟随者，编号为0的领航者为所有跟随者提供期望轨迹以及紧急制动信号，其中y0(t)＝[p0(t),v0(t)]
T
为领航者在t时刻的位置和速度信息，s
exp,i
(t)＝[d
exp,i
(t),0]
T
表示车辆i与其前车的期望位置间距和速度差的向量；此外，跟随者向相邻下游跟随者提供假定输出轨迹其中相邻车辆相互传递紧急制动信号；根据具体故障位置以及处理方法，将通信故障情况分为三大类型：(1)领航者与任意跟随者之间失联；(2)任意跟随者m与跟随者m+1之间失联(3)领航者与跟随者1之间失联。3.根据权利要求2所述的一种任意通信链故障下的车辆编队纵向控制方法,其特征在于，针对正常通信和通信故障情况(1)，设计基于分布式模型预测控制的控制器，具体如下：车辆编队控制目标是保持车辆之间具有一定的距离，且整车编队匀速运动:且整车编队匀速运动:其中p
tr,n
(t)表示车辆n的实际位置，p
exp,n
(t)表示其期望位置；v
n
(t)表示车辆n的实际速度,设d
exp,n
表示车辆i与其前车的期望位置间距，d
tr,n
表示车辆i与其前车的实际位置间距，d
adj,n
用于调整车辆i与其前车的距离，d
delay
表示车辆接收紧急制动信号的最大通信延时内所行使的距离，d
brake
表示保守的紧急制动距离，τ
max
表示最大通信延时，v
max
表示最大速度，a
max
表示最大制动加速度；利用车辆位置p
n
(t)，速度v
n
(t)，加速度a
n
(t)建立如下线性系统的状态空间表达式：y(t)＝Cx(t)(3)
其中通过对上式进行欧拉近似，得到：得到：其中E为单位矩阵，T为采样时间，x(kt)表示t时刻往后地k个采样时间的系统状态值，u(kt)表示t时刻往后第k个采样时间的系统输入值，y(k+1t)表示t时刻往后第k个采样时间的系统输出值；对于任意车辆i∈{1,2,...,N}在t时刻有如下最优控制问题：mins.t.s.t.s.t.s.t.s.t.s.t.其中表示t时刻往后第k个采样时间待求解的最优控制序列J
i
表示车辆i的代价函数，N
p
表示预测时域，l
i
表示车辆i在k＝0～Np

【专利技术属性】
技术研发人员：黄捷，陈宇韬，林定慈，陈楠，程俊哲，
申请(专利权)人：福州哲研智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：