基于無線網(wǎng)絡的車輛跟隨控制的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟與技術的發(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)和生活的嚴重問題、阻礙社會經(jīng)濟與環(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的自主控制，自主車隊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，設計控制方法，使后面車輛跟隨前車行駛。自主車隊控制可以通過減小車間距離來緩解交通壓力，同時實現(xiàn)車輛的自動或半自動來提高駕駛人員的舒適性。隨著無線網(wǎng)絡技術的發(fā)展，車載自組織網(wǎng)絡技術成為自主車隊通信的首選方法。目前，對于自主車隊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，設計合適的控制方法使車輛及車隊在預設的車間距離下穩(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)絡技術應用于自主車隊控制之中，網(wǎng)絡傳遞中存在的固有問題，如網(wǎng)絡誘導時延、量化、數(shù)據(jù)包丟失等等，將不可避免的帶入到車隊控制系統(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)絡的角度來研究基于無線網(wǎng)絡的車隊跟隨控制問題。本文的工作如下：
　?。?）車隊模型的建立。首先對車輛進行簡單的動力力學分析，以牛頓第二定理為基礎來建立車輛的模型；將發(fā)動機模型代入車輛模型之中，最終推導出車輛

4、的狀態(tài)空間模型。這里所建立的車輛及車隊模型為下一步工作的基礎。
　?。?）網(wǎng)絡時延影響下的自主車隊跟隨控制問題的研究。當引入網(wǎng)絡后，網(wǎng)絡誘導時延不可避免的存在于車隊閉環(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計合適的控制方法使車隊在存在時延的情況下能穩(wěn)定行駛。最后通過 MATLAB仿真驗證所設計的控制方法。
　?。?）網(wǎng)絡時延和數(shù)據(jù)包丟失同時存在的自主車隊跟隨控制問題的研究。在實際的情況之中，網(wǎng)絡誘導時延和