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基于5G V2X通信的车辆协同跟随控制策略研究 被引量：1
1
作者 阴晓峰 朱宇航 +2 位作者 赵小娟 杨柯普 李磊 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期149-156,共8页
为在保障行车安全的前提下实现车辆跟随行驶,基于5G车与外界互联(5GV2X)技术建立了车辆协同跟随控制系统,该系统由协同决策层、运动控制层、车辆状态采集模块和5G V2X通信模块组成。针对协同决策层,设计了安全距离模型,以根据主车和前... 为在保障行车安全的前提下实现车辆跟随行驶,基于5G车与外界互联(5GV2X)技术建立了车辆协同跟随控制系统,该系统由协同决策层、运动控制层、车辆状态采集模块和5G V2X通信模块组成。针对协同决策层,设计了安全距离模型,以根据主车和前车的速度及相对速度计算了期望安全距离。基于车间运动学模型,运用模型预测控制算法计算了期望加速度。针对运动控制层,设计了驱动/制动切换模块,以根据期望加速度确定车辆运动控制模式。运用模糊控制器调节了PID控制算法的比例、积分和微分参数,根据确定的控制参数,使用PID算法控制主车在保持与前车安全距离的同时实现对前车的跟随行驶。车辆状态采集模块根据5G V2X通信模块获取的信息,为协同决策层和运动控制层提供了车辆运动状态信息。5G V2X通信模块实现了车与车之间的速度、位置信息交换。通过MATLAB/Simulink和CarSim联合仿真,在匀速跟随、加速跟随、他车驶入及变速跟随4种工况下验证了控制策略的有效性。结果表明:在4种工况下,主车均能在较短时间内达到与前车的期望车间距,并实现良好的速度跟随;在他车驶入工况下,主车能够较快地识别驶入车辆;在变速跟随工况下,实际车间距及主车车速均与期望车间距及前车车速的变化趋势保持良好的一致性。 展开更多
关键词 汽车工程 协同跟随 模糊PID 5G V2X 模型预测控制 智能网联汽车
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多自主船协同路径跟踪的自适应动态面控制 被引量：11
2
作者 王昊 王丹 +1 位作者 彭周华 孙刚 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期637-643,共7页
为实现多自主船含模型不确定与未知风浪流干扰下的协同路径跟踪控制,提出了一种基于神经网络自适应动态面控制的协同路径跟踪算法.该算法采用单隐层(SHL)神经网络逼近模型不确定性以及海洋环境干扰,所引入的动态面设计技术显著降低了控... 为实现多自主船含模型不确定与未知风浪流干扰下的协同路径跟踪控制,提出了一种基于神经网络自适应动态面控制的协同路径跟踪算法.该算法采用单隐层(SHL)神经网络逼近模型不确定性以及海洋环境干扰,所引入的动态面设计技术显著降低了控制算法的复杂性.同时将网络通信约束考虑在内,通过设计分散式协同控制律有效地降低了信息通讯量.Lyapunov稳定性分析证明了闭环系统所有的状态和信号是有界的,并且通过选择合适的设计参数可使跟踪误差为任意小.对比仿真结果验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 自主船 协同路径跟踪 动态面控制 神经网络 不确定性
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基于事件触发机制的多自主水下航行器协同路径跟踪控制 被引量：1
3
作者 王浩亮 柴亚星 +3 位作者 王丹 刘陆 王安青 彭周华 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1024-1034,共11页
针对考虑外部海洋环境扰动和内部模型不确定性的多自主水下航行器(Autonomous underwater vehicle,AUV),研究其在通信资源受限和机载能量受限下的协同路径跟踪控制问题.首先,针对水声通信信道窄造成的通信资源受限问题,设计一种基于事... 针对考虑外部海洋环境扰动和内部模型不确定性的多自主水下航行器(Autonomous underwater vehicle,AUV),研究其在通信资源受限和机载能量受限下的协同路径跟踪控制问题.首先,针对水声通信信道窄造成的通信资源受限问题,设计一种基于事件触发机制(Event-triggered mechanism,ETM)的协同通信策略;然后,针对模型不确定性和海洋环境扰动问题,设计一种基于事件触发机制的线性扩张状态观测器(Extended state observer,ESO)来逼近水下航行器的未知动力学,并降低了系统采样次数;最后,针对机载能量受限问题,设计一种基于事件触发机制的动力学控制律,在保证控制精度的前提下,降低了执行机构的动作频次,从而节省了能量消耗.应用级联系统稳定性分析方法,分别验证了闭环系统是输入状态稳定的且系统不存在Zeno行为.仿真结果验证了所提基于事件触发机制的多自主水下航行器协同路径跟踪控制方法的有效性. 展开更多
关键词 自主水下航行器 事件触发机制 协同路径跟踪 扩张状态观测器
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面向海上搜救的ASV与AUV的协同控制 被引量：1
4
作者 仝世豪 孙建波 +3 位作者 陈亚辉 冯伟 孙涛 王浩亮 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2023年第7期1-8,共8页
针对采用由自主水面船和自主水下航行器组成的异构海洋航行器集群进行协同搜救的问题,采用大地坐标系和船体坐标系建立自主水面船和自主水下航行器的运动学模型;基于视距制导策略,引入流体坐标系,设计适用于自主水面船和自主水下航行器... 针对采用由自主水面船和自主水下航行器组成的异构海洋航行器集群进行协同搜救的问题,采用大地坐标系和船体坐标系建立自主水面船和自主水下航行器的运动学模型;基于视距制导策略,引入流体坐标系,设计适用于自主水面船和自主水下航行器的三维异构协同路径跟踪控制器,实现协同搜救;基于李雅普诺夫稳定性原理证明闭环系统的稳定性。仿真结果表明,提出的面向海洋搜救的三维异构协同路径跟踪控制器是有效的。 展开更多
关键词 无人船 水下无人航行器 协同路径跟踪 视距制导策略 海洋搜救
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面向海上搜救的UAV与USV集群协同路径跟踪控制 被引量：4
5
作者 王浩亮 尹晨阳 +2 位作者 卢丽宇 王丹 彭周华 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第5期157-165,共9页
[目的]针对由无人机(UAV)与水面无人艇(USV)组成的异构无人集群系统,研究其在海上搜救过程中的三维协同路径跟踪控制问题。[方法]首先,在固定坐标系和机体坐标系下建立UAV和USV的运动学模型,同时建立流体坐标系,以设计适宜运动控制的三... [目的]针对由无人机(UAV)与水面无人艇(USV)组成的异构无人集群系统,研究其在海上搜救过程中的三维协同路径跟踪控制问题。[方法]首先,在固定坐标系和机体坐标系下建立UAV和USV的运动学模型,同时建立流体坐标系,以设计适宜运动控制的三维路径跟踪控制器,并在Serret-Frenet坐标系下建立UAV和USV的路径跟踪误差模型;然后,在运动学层面设计三维视线(LOS)制导律,并基于此提出一种适用于异构海洋航行器集群的协同路径跟踪控制方法,从而使UAV与USV组成的集群系统可以有效跟踪设定的参数化路径;最后,基于李雅普诺夫稳定性理论分析该控制系统的稳定性。[结果]仿真结果验证了所提异构海洋航行器集群协同路径跟踪控制方法的有效性。[结论]研究成果可为面向海上搜救的无人航行器集群协同路径跟踪控制方法提供参考。 展开更多
关键词 海上搜救 无人机 水面无人艇 三维视线制导律 协同路径跟踪
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基于安全间距反馈控制的协同跟驰建模与仿真 被引量：5
6
作者 刘有军 张海林 何莉 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期102-108,132,共8页
为避免既有跟驰模型普遍将速度差作为直接反馈项,而导致减速度过大、撞车和负速度的现象,从安全行车角度分析了速度差对驾驶行为的作用机理,根据期望跟驰车速与安全间距对驾驶行为的共同影响,将安全间距作为直接反馈控制项建立了协同跟... 为避免既有跟驰模型普遍将速度差作为直接反馈项,而导致减速度过大、撞车和负速度的现象,从安全行车角度分析了速度差对驾驶行为的作用机理,根据期望跟驰车速与安全间距对驾驶行为的共同影响,将安全间距作为直接反馈控制项建立了协同跟驰模型。通过拟合检验与动力学分析,发现模型与实测数据拟合度较高,同时能克服减速度过大的缺陷、避免撞车现象;数值仿真再现了交通流的演化过程,观察到了阻塞演化的相变和时走时停交通现象。与全速度差模型相比,协同跟驰模型的稳定范围更大,且堵塞区域的宽度要比前者小得多;与综合速度优化模型相比,协同跟驰模型很好地避免了负速度的出现。结果表明:考虑安全间距反馈作用的模型能有效提高驾驶员反应灵敏度,对驾驶行为的描述更接近实际,同时能在一定程度上缓解交通流堵塞程度。 展开更多
关键词 交通工程 交通流 协同跟驰模型 仿真 安全间距 反馈控制
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