【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有不确定性的车辆队列系统的事件触发v2v通信方法，属于协同控制、智能交通领域。
技术介绍
1、随着交通拥堵问题日益严重和城市空间资源有限，传统单车辆系统控制带来的交通效率低下是造成上述问题的主要原因。智能交通系统中的车辆队列控制作为多智能体系统协同控制的具体应用，具有车辆之间的信息交换能力，可以通过分布式控制利用局部信息使不同智能车辆进行有规律的自主编队行驶，并凭借多个车辆之间的协同控制与存在多传感器信号高效读取与反馈的协作下保证车辆之间安全跟车行驶，该技术应用在交通系统中可以有效增大道路车辆行驶密度，提高了道路的通行能力，同时降低行驶能耗。因此研究车辆队列系统在复杂环境下的分布式协同控制在智能交通领域时十分重要的。
2、为了使车辆队列能够在协同控制的下实现统一的控制目标，就需要车辆之间持续的信息交换，然而当车辆队列系统中车辆数量庞大的情况下，大量的车与车通信(vehicletovehicle,v2v)给承载信息的网络带来了过重的通信负担。因此，需要在通信资源有限的条件下，研究实现车辆队列系统协同跟踪控制的方法是十分必要的。
3、参见ieee transactions on cybernetics，yang liu等人，发表的“distributedcooperative compound tracking control for a platoon of vehicles with adaptivenn”，该方法主要研究具有不确定性的车辆队列系统的分布式协同复合跟踪问题。然而该方法需
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有技术存在持续监测相邻车辆的位置信息而占用大量通信资源的问题，提供一种具有不确定性的车辆队列系统的事件触发v2v通信方法。
2、本专利技术解决技术问题的方案是：
3、具有不确定性的车辆队列系统的事件触发v2v通信方法，该方法包括以下步骤：步骤一，建立具有不确定性的车辆队列系统动力学模型；步骤二，构建事件触发v2v通信机制；步骤三，根据步骤二构建的事件触发v2v通信机制构建辅助系统；步骤四，利用反步法技术设计虚拟控制器；步骤五，根据步骤四所设计的虚拟控制器进一步设计实际控制器。
4、所述步骤一，建立具有不确定性的车辆队列系统动力学模型如下：
5、
6、上式中，i＝1,...,n表示车辆队列系统中跟随者车辆的数量有n个，xi1表示第i个车辆的位置，xi2表示第i个车辆的速度，xi3表示第i个车辆的加速度，且用xiq来表示当前阶以及之前所有阶的变量，即xiq＝[xi1,...,xiq]t(q＝1,2,3)。hi1(xi1)、hi2(xi2)和hi3(xi3)代表建模中的未知项。ωi表示由阵风、路面不平等因素引起的总扰动。ηi是未知的滞后时间参数，通常是由执行器等部件的阻尼系数和部件的长期磨损引起的。并且每辆车都知道未知参数ηi的符号，根据其物理意义，通常认为ηi大于零。发动机动力模型gi3(xi2)和由空气阻力、滚动阻力以及重力构成的函数模型fi3(xi2,xi3)具体构造如下：
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9、上式中，mi表示车辆质量，δi表示空气密度，ιi表示车辆截面积，vdi表示空气阻力系数，dmi表示汽车轮胎滚动阻力以及重力。同时，引擎输入vi被设计为
10、
11、上式中ui表示需要设计的控制器。
12、将设计的引擎输入公式(2)代入到车辆队列系统动力学模型公式(1)中得到
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14、所述步骤二，构建事件触发v2v通信机制。首先，对第i辆车，构造事件触发条件为:
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16、上式中，miq是由设计者确定的正的常数。表示为事件的触发序列，其中为车辆i启动的瞬时时刻。在这些触发时刻，车辆i将它的信息传递给与它通信的车辆，如图2所示。用表示在时刻车辆的最新传递信息并用零阶保持器在时间段内保持这一信息。
17、其次，设计车辆i的分布式跟踪误差，实现车辆队列系统的分布式协同跟踪控制。分别构造车辆队列系统一致性跟踪误差和基于事件触发通信的跟踪误差为：
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20、上式中，di和分别表示车辆i的车身长度和任意两车之间所需的安全距离。xr表示领航者车辆的位置信息。aij是用来描述车队中车辆之间的信息通信，若aij＞0则表示车辆i能接收到车辆j的信息xj1，否则aij＝0。bi用来描述跟随者车辆与领航者车辆之间的通信关系，若bi＝1表示车辆i能观测到领航者车辆的信息，否则bi＝0。
21、所述步骤三，根据步骤二的事件触发v2v通信结果构建辅助系统。首先设计以下坐标变换方法：令车辆队列系统一致性跟踪误差基于事件触发通信的跟踪误差车辆的位置信息x1＝[x11,...,xn1]t，以及信息x1经过事件触发采样为实际的跟踪误差表示为δi＝xi1-xr-di-did且δ＝[δ1,...,δn]t；进而公式(5)变换为：
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23、其中，上式中l表示智能体车辆之间通信的laplacian矩阵。b是描述跟随者车辆和领航者车辆之间通信关系的对角矩阵且b＝diag{bi}。
24、基于事件触发通信的实际跟踪误差为且公式(6)变换为：
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26、用触发后的跟踪误差作为二阶辅助系统的输入。设计辅助系统的状态变量si1和si2,并让s1＝[s11,...,sn1]t和s2＝[s12,...,sn2]t
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28、上式中，设计的参数a1和a2分别被赋值为以及a2＝2a0+3，a0为便于调节辅助系统的正的参数。事件触发通信的跟踪误差其中m＝max{mi,q}。令且d是具有上限为的扰动。一组转换后的误差变量定义为
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30、所述步骤四，利用反步法技术设计虚拟控制器。坐标变换构造如下：
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32、上式中，表示xr的估计，且对于车辆i仅在bi＝0时引入。
33、引入模糊逻辑系统，将未知函数hi1(xi1)用模糊逻辑系统逼近为其中θi1为最优参数向量，wi1是一个模糊基函数向量，∈i1为相应的最小模糊逼近误差。利用公式(9)、公式(10)、公式(11)以及模糊逻辑系统逼近未知函数hi1(xi1)，zi1的导数计算为
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35、虚拟控制器αi2的设计如下:
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37、其中ki和ci1表示正设计参数，表示θi1的估计值。
38、选择和相应的自适应更新律为
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41、上式中γri、γi1和为满足控制目标而设计合适的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.具有不确定性的车辆队列系统的事件触发V2V通信方法，其特征是，该方法包括以下步骤：步骤一，建立具有不确定性的车辆队列系统动力学模型；步骤二，构建事件触发V2V通信机制；步骤三，根据步骤二构建的事件触发V2V通信机制构建辅助系统；步骤四，利用反步法技术设计虚拟控制器；步骤五，根据步骤四所设计的虚拟控制器进一步设计实际控制器。
2.根据权利要求1所述的具有不确定性的车辆队列系统的事件触发V2V通信方法，其特征在于，所述步骤一，建立具有不确定性的车辆队列系统动力学模型如下：
3.根据权利要求1所述的具有不确定性的车辆队列系统的事件触发V2V通信方法，其特征在于，所述步骤二，构建事件触发V2V通信机制；
4.根据权利要求1所述的具有不确定性的车辆队列系统的事件触发V2V通信方法，其特征在于，所述步骤三，根据步骤二构建的事件触发V2V通信机制构建辅助系统；
5.根据权利要求1所述的具有不确定性的车辆队列系统的事件触发V2V通信方法，其特征在于，所述步骤四，利用反步法技术设计虚拟控制器；
6.根据权利要求1所述的具有不确定性的车
...【技术特征摘要】
1.具有不确定性的车辆队列系统的事件触发v2v通信方法，其特征是，该方法包括以下步骤：步骤一，建立具有不确定性的车辆队列系统动力学模型；步骤二，构建事件触发v2v通信机制；步骤三，根据步骤二构建的事件触发v2v通信机制构建辅助系统；步骤四，利用反步法技术设计虚拟控制器；步骤五，根据步骤四所设计的虚拟控制器进一步设计实际控制器。
2.根据权利要求1所述的具有不确定性的车辆队列系统的事件触发v2v通信方法，其特征在于，所述步骤一，建立具有不确定性的车辆队列系统动力学模型如下：
3.根据权利要求1所述的具有不确定性的车辆队列系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：董博，李赞，安天骄，董小刚，张振国，马冰，朱明超，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：
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