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车路协同下车队避让紧急车辆的换道引导方法 被引量:8
1
作者 焦朋朋 杨紫煜 +1 位作者 洪玮琪 王泽昊 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期95-104,共10页
为保证紧急车辆更安全、高效地到达紧急事故现场,基于车路协同系统,提出车队避让紧急车辆的换道引导策略。针对目标车道无车辆、有车辆和有车队3种不同场景,分别提出确保紧急车辆快速通过的协同换道策略。通过协同换道策略引导紧急车辆... 为保证紧急车辆更安全、高效地到达紧急事故现场,基于车路协同系统,提出车队避让紧急车辆的换道引导策略。针对目标车道无车辆、有车辆和有车队3种不同场景,分别提出确保紧急车辆快速通过的协同换道策略。通过协同换道策略引导紧急车辆前方行驶的车队和目标车道的车辆改变速度以调整车辆间距,使其满足换道安全距离,依据换道轨迹规划使车队完成换道,并提出紧急车辆发送紧急避让信号的位置方法,计算当不影响紧急车辆的速度情况下,其发送紧急避让信号时与车队尾车的最短距离。利用SUMO交通仿真软件,实现车路协同环境下3种不同场景车队避让紧急车辆的换道引导,并比较目标车道为车队的场景下,车队换道至目标车队的每个空档中(方式A)和车队换道至目标车队的同一个空档中(方式B)2种不同的换道引导策略。研究结果表明:目标车道有车队的场景下,方式B的协同换道时间更短,发送紧急信号的位置距车队尾车82 m,较方式A的87 m更近,对周围车辆影响更小,因此此场景采用方式B的协同换道策略;在目标车道无车辆、有车辆和有车队3种场景下,紧急车辆分别距车队尾车71,71,82 m时发送紧急避让信号,其可以维持期望速度,验证了最短距离与车辆速度的关系式;与未使用换道引导策略的情况相比,紧急车辆的速度提高,延误减少。 展开更多
关键词 交通工程 换道引导策略 协同换道 紧急避让 车队编组 车路协同
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信号交叉口智能网联车车队速度引导策略研究 被引量:7
2
作者 石琴 陈沪江 陈一锴 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期47-53,共7页
为降低交叉口车辆油耗,提高交叉口通行效率,以智能网联车车队作为引导对象,提出固定引导时长的车队车速引导策略。考虑车队初始速度和车队内车辆数的随机性,采用蒙特卡洛仿真获取单车平均油耗和平均行程时间。通过构建路段综合出行费用... 为降低交叉口车辆油耗,提高交叉口通行效率,以智能网联车车队作为引导对象,提出固定引导时长的车队车速引导策略。考虑车队初始速度和车队内车辆数的随机性,采用蒙特卡洛仿真获取单车平均油耗和平均行程时间。通过构建路段综合出行费用,对固定引导距离和固定引导时长两种策略进行了比较。研究结果表明:固定引导距离策略中,引导距离为350 m时综合出行费用最低;固定引导时间策略中,引导时间为6 s时综合出行费用最低;两种最优方案相比,后者油耗比前者低16.3%,后者行程时间比前者低7.2%,路段综合出行费用后者比前者低了10.2%;固定引导时长的车队车速引导策略可有效减少交叉口的车辆延误和燃油消耗。 展开更多
关键词 交通运输工程 智能网联车 车速引导 车辆队列 蒙特卡洛仿真 出行费用
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严格避撞的车辆队列分布式鲁棒控制 被引量:6
3
作者 杨泽宇 黄晋 +2 位作者 胡展溢 谢国涛 钟志华 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期1312-1319,共8页
针对智能网联车辆队列控制问题,提出一种严格避撞的分布式鲁棒控制器设计方法。建立了包含复杂不确定性与外部干扰的非线性误差动力学模型。通过限定车间距误差的波动区间来保证队列避撞性与紧凑性,并据此引入车间距势函数。结合车间距... 针对智能网联车辆队列控制问题,提出一种严格避撞的分布式鲁棒控制器设计方法。建立了包含复杂不确定性与外部干扰的非线性误差动力学模型。通过限定车间距误差的波动区间来保证队列避撞性与紧凑性,并据此引入车间距势函数。结合车间距势函数、自车与邻近车辆状态和动力学不确定边界设计了分布式鲁棒控制律。从理论上证明了该控制器能保证队列的避撞性与紧凑性和车速误差的队列稳定性,并分析了通信拓扑和控制参数对控制性能的影响。通过修正期望车间距模型,控制器的应用范围可扩展到大初始误差工况。最后,通过数值仿真验证了主要理论分析结果。 展开更多
关键词 车辆队列 严格避撞 非线性鲁棒控制 队列稳定性
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队列车辆碰撞严重性及车队排布策略 被引量:5
4
作者 陈文韬 孙志伟 +1 位作者 周青 林昌威 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期298-312,共15页
针对自动驾驶车辆队列发生不可避免碰撞的事故场景,研究以整体碰撞严重性达到最低为目标的车队排布策略。首先根据引发事故的障碍物是否会明显影响领航车运动,将碰撞划分为队内碰撞和队外碰撞。队列几何构型一定时,针对均质化队列发生... 针对自动驾驶车辆队列发生不可避免碰撞的事故场景,研究以整体碰撞严重性达到最低为目标的车队排布策略。首先根据引发事故的障碍物是否会明显影响领航车运动,将碰撞划分为队内碰撞和队外碰撞。队列几何构型一定时,针对均质化队列发生一维碰撞过程建立理论模型,计入碰撞前车辆对前车紧急制动的感应及自车进行紧急制动的过程,计算并定义时间截断现象,据此将队列速度划分为低速、中速和高速,分析不同速度下,均质化队列中车辆长度、质量以及队列规模对车辆碰撞严重性影响。进一步,假定均质化队列中仅存在1辆异质车,即1辆大质量车或1辆紧急转向出队列的车辆,分析在不同速度下将异质车置于队列不同位置时对队列碰撞严重性的影响,最后通过PC-Crash仿真对结果进行验证。研究结果表明:在发生队内碰撞情况下,车辆质量与长度对车辆碰撞严重性无影响,队列速度越高碰撞严重性越大,但速度高于一定值后,碰撞严重性达到饱和状态,不随速度增加而增加;低速且所有车辆均参与碰撞时,将大质量车置于队列的前中部可使整体碰撞严重性最低,选择队列正中间位置车辆转向出队列可使整体碰撞严重性最低;高速时将大质量车置于队列中间位置能够最小化队列碰撞损伤,选择首、尾车辆转向出队列可使整体碰撞严重性最低;发生队外碰撞时,障碍车辆的速度、质量、长度均对碰撞严重性有影响,且队列速度越高碰撞严重性越大;低速时,将大质量车作为队列领航车能够最小化整体碰撞严重性,选择队列前中部的车辆转向出队列能够降低队列碰撞严重性;高速时,相比低速情况大质量车应适当后移,置于队列前中部能最小化队列碰撞严重性,选择首、尾车辆转向出队列可使碰撞严重性最低。研究结果对未来自动驾驶车辆队列行驶时队列车辆的排布策略具 展开更多
关键词 汽车工程 汽车碰撞安全 碰撞严重性 车辆队列 避障策略
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基于KL散度工况识别的混合动力汽车队列的分层控制
5
作者 尹燕莉 王福振 +3 位作者 詹森 黄学江 张鑫新 张富椿 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期242-252,共11页
针对混合动力汽车队列行驶过程中工况的适应性问题,提出了一种基于KL(Kullback-Leibler)散度工况识别的分层控制方法。上层控制器利用车—车通信技术,获取队列中前车状态信息,采用模型预测控制(MPC)算法,实现队列纵向控制,并计算出最优... 针对混合动力汽车队列行驶过程中工况的适应性问题,提出了一种基于KL(Kullback-Leibler)散度工况识别的分层控制方法。上层控制器利用车—车通信技术,获取队列中前车状态信息,采用模型预测控制(MPC)算法,实现队列纵向控制,并计算出最优跟车车速;下层控制器基于典型工况,离线求解需求功率的转移概率矩阵,并通过Q-Learning算法训练最优Q表嵌入整车模型中;在行驶中以固定时间长度在线更新转移概率矩阵,采用KL散度进行工况识别,根据识别的工况类型,结合当前时刻车速、需求功率和电池荷电状态(SOC),通过在线查表实现转矩分配。结果表明:与未考虑工况识别策略相比,本策略的油耗降低了8.6%;与作为基准的动态规划(DP)相比,增加了4.8%;在与DP油耗基本保持相同的前提下,该策略离线仿真时间缩短21%,不仅能够在线应用,还能实时适应工况变化。 展开更多
关键词 混合动力汽车 汽车队列 工况识别 模型预测控制(MPC)算法 Q-Learning算法 KL(Kullback-Leibler)散度
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基于深度强化学习的网联车辆队列纵向控制
6
作者 李永福 周发涛 +2 位作者 黄龙旺 于树友 施树明 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1879-1887,共9页
针对车辆队列中多目标控制优化问题,研究基于强化学习的车辆队列控制方法.控制器输入为队列各车辆状态信息以及车辆间状态误差,输出为基于车辆纵向动力学的期望加速度,实现在V2X通信下的队列单车稳定行驶和队列稳定行驶.根据队列行驶场... 针对车辆队列中多目标控制优化问题,研究基于强化学习的车辆队列控制方法.控制器输入为队列各车辆状态信息以及车辆间状态误差,输出为基于车辆纵向动力学的期望加速度,实现在V2X通信下的队列单车稳定行驶和队列稳定行驶.根据队列行驶场景以及采用的间距策略、通信拓扑结构等特性,建立队列马尔科夫决策过程(Markov decision process,MDP)模型.同时根据队列多输入-多输出高维样本特性,引入优先经验回放策略,提高算法收敛效率.为贴近实际车辆队列行驶工况,仿真基于PreScan构建多自由度燃油车动力学模型,联合Matlab/Simulink搭建仿真环境,同时引入噪声对队列控制器中动作网络和评价网络进行训练.仿真结果表明基于强化学习的车辆队列控制燃油消耗更低,且控制器实时性更高,对车辆的控制更为平滑. 展开更多
关键词 车辆队列 深度确定性策略梯度 强化学习 燃油消耗 V2X PreScan
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双端通信时延下网联车辆纵向队列的分布式控制器设计与分析
7
作者 王靖瑶 黄江山 +1 位作者 郭景华 李克强 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期402-412,共11页
网联车辆队列系统的双端通信时延会极大影响队列的控制性能,而且在极端情况下,甚至可能引发队列失稳、发生碰撞的现象。该文在充分考虑车云双端通信时延的基础上,提出了一种基于云的分布式控制算法。通过一定假设,对云控场景下的车辆队... 网联车辆队列系统的双端通信时延会极大影响队列的控制性能,而且在极端情况下,甚至可能引发队列失稳、发生碰撞的现象。该文在充分考虑车云双端通信时延的基础上,提出了一种基于云的分布式控制算法。通过一定假设,对云控场景下的车辆队列使用采样控制系统的方法进行建模,将双端通信时延进行统一;使用Riccati不等式设计了状态反馈分布式控制器,使用Lyapunov-Razumikin定理分析了控制算法的渐近稳定性,进而得到时变时延上界与通信拓扑、耦合增益之间的关系。结果表明:存在一个合适的耦合增益使得所能容忍的时延上界最大,且通信拓扑Laplacian矩阵最大与最小特征值的比值与时延上界大小呈负相关的趋势。 展开更多
关键词 云控制系统 网联车辆队列 时变时延 双端通信时延
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含时延的车辆队列事件触发一致性控制研究
8
作者 施丽佳 陈珍萍 +1 位作者 贺文 景苏川 《计算机测量与控制》 2024年第3期159-168,共10页
为应对通信过程中的传输时延以及车辆间连续信息交互带来的信息冗余、资源浪费,提出一种基于事件触发机制的车辆队列一致性策略,以保证车辆队列能够稳定运行;为此,构建一个考虑车辆间的跟驰行为和通信时延的三阶异质车辆队列动力学模型... 为应对通信过程中的传输时延以及车辆间连续信息交互带来的信息冗余、资源浪费,提出一种基于事件触发机制的车辆队列一致性策略,以保证车辆队列能够稳定运行;为此,构建一个考虑车辆间的跟驰行为和通信时延的三阶异质车辆队列动力学模型,提出一种基于事件触发的一致性车辆队列控制器的设计方法;在此基础上,利用Lyapunov稳定性理论和代数图论,对车辆队列的稳定性进行分析,得出了使车辆队列稳定的事件触发条件和通信时延的上界;在MATLAB平台上进行仿真实验,验证了所提车辆队列控制方法的有效性。 展开更多
关键词 车辆队列 事件触发 通信时延 车辆跟驰行为 一致性
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考虑3种时延的车辆队列控制系统稳定性
9
作者 朱旭 孙卓 +1 位作者 张泽华 闫茂德 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期254-266,共13页
针对含输入时延、跟随车之间的通信时延、领航车广播时延的车辆队列控制系统,研究了其内部稳定性和队列稳定性;在内部稳定性方面,提出了一种融合克罗内克和与特征根聚类(CTCR)法的方法,获得了系统内部稳定的充分必要条件;在队列稳定性方... 针对含输入时延、跟随车之间的通信时延、领航车广播时延的车辆队列控制系统,研究了其内部稳定性和队列稳定性;在内部稳定性方面,提出了一种融合克罗内克和与特征根聚类(CTCR)法的方法,获得了系统内部稳定的充分必要条件;在队列稳定性方面,为了保证干扰沿车辆队列向后传播不扩散,给出了队列稳定的充分条件,揭示了队列稳定性独立于跟随车之间的通信时延;在此基础上,给出了可保证队列稳定的时延上界与车辆控制器增益设计范围。仿真结果表明:当满足所提稳定性条件时,车辆队列控制系统可同时保持内部稳定和队列稳定;所提内部稳定性方法求解的时延边界是完整、精确的,理论推导结果与仿真试验结果的误差小于0.1 s,且仿真时间比Bézout结式消元快2个数量级,比Sylvester结式消元快3个数量级,表明该方法大幅度降低了传统特征根聚类法的运算量;车间状态误差可在15 s内快速减小并趋近于0;在所有车辆恒速行驶时,车间保持50 m期望安全距离;在领航车以0.4 m·s^(-2)加速和0.6 m·s^(-2)减速过程中,跟随车的速度和加速度随领航车变化,车辆位置误差小于0.5 m,且沿车辆队列向后传播不扩散。 展开更多
关键词 智能交通 车辆队列 克罗内克和 特征根聚类 输入时延 通信时延 内部稳定 队列稳定
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云控场景下车辆队列的模型预测控制方法 被引量:5
10
作者 赵菲 王建 +2 位作者 张天雷 王里 李德毅 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期179-189,224,共12页
鉴于采用边缘云进行集中式车辆队列控制时,通信时延将会降低队列控制性能指标甚至导致队列失稳,本文在考虑通信时延和车辆纵向非线性动力学特性前提下,从包括队列能效的多目标优化出发,提出了一种基于边缘云的队列集中式模型预测控制算... 鉴于采用边缘云进行集中式车辆队列控制时,通信时延将会降低队列控制性能指标甚至导致队列失稳,本文在考虑通信时延和车辆纵向非线性动力学特性前提下,从包括队列能效的多目标优化出发,提出了一种基于边缘云的队列集中式模型预测控制算法,并设计了一种时延补偿方法。首先分析了控制算法的渐进稳定性;然后通过不同时延下的仿真试验对控制算法的串稳定性和随机时延补偿方法在一定时延范围的有效性进行了验证;最后,分析了时延对队列稳定性和燃料消耗的影响。结果表明,随着时延增大,队列稳定性和燃料经济性变差,当时延均值为250 ms且时延抖动20%时,队列处于失稳的边缘。 展开更多
关键词 车辆队列 云控 时延 集中式网联控制 模型预测控制
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考虑时延的异质协作车队事件触发控制研究
11
作者 唐传茵 夏冀沣 +1 位作者 章明理 吴龙杰 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期540-547,共8页
针对目前研究较少考虑车辆混行造成的异质问题与时延问题,本文提出了一种具有时延的异质协作式自动驾驶车队事件触发控制方法 .首先,建立了考虑混行的异质车辆时延模型;其次,基于PID(proportional-integral-derivative)控制与模型预测控... 针对目前研究较少考虑车辆混行造成的异质问题与时延问题,本文提出了一种具有时延的异质协作式自动驾驶车队事件触发控制方法 .首先,建立了考虑混行的异质车辆时延模型;其次,基于PID(proportional-integral-derivative)控制与模型预测控制(MPC),设计了不同模式下的事件触发控制器;然后,在城市和紧急情况下,对所提出的控制器进行了仿真分析;最后,基于Jetson Nano模型车进行了实车实验.仿真与实验结果表明,所提出的事件触发控制方法能够在不同情况下更好地权衡控制精度与计算速度间的矛盾.在带有通信时延的紧急情况下,仍能够保持较低的误差. 展开更多
关键词 自动驾驶 异质协作 事件触发 时延 车队
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区块链架构下具有条件隐私的车辆编队跨信任域高效群组认证研究 被引量:2
12
作者 夏莹杰 朱思雨 刘雪娇 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期111-123,共13页
为了均衡车辆编队跨信任域身份认证的安全和效率,提出了区块链架构下具有条件隐私的车辆编队跨信任域高效群组认证方案。设计了面向车辆编队身份认证的新型区块结构BM-Tree,通过多信任域间链上认证参数共享为跨信任域群组认证提供支撑;... 为了均衡车辆编队跨信任域身份认证的安全和效率,提出了区块链架构下具有条件隐私的车辆编队跨信任域高效群组认证方案。设计了面向车辆编队身份认证的新型区块结构BM-Tree,通过多信任域间链上认证参数共享为跨信任域群组认证提供支撑;采用动态匿名进行车辆身份隐私保护,通过双线性映射进行信任域参数变换,实现了具有条件隐私的跨信任域群组认证;提出了基于BM-Tree的高效群组认证协议,实现了车辆编队批量身份认证和重认证。所提方案在安全性和计算开销方面明显优于现有跨信任域认证方法,相比BLA、MDPA和BBA,整体认证时延平均减少了29%、25%和53%。 展开更多
关键词 车辆编队 跨信任域 区块链 隐私保护 群组认证
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马尔科夫链通信拓扑下的车辆队列最优能耗控制
13
作者 闫茂德 君萌萌 左磊 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期161-170,共10页
针对马尔科夫链通信拓扑下的车辆队列控制问题,综合考虑车辆队列的非线性动力学模型和行驶能耗优化目标,提出一种基于分布式状态观测器的车辆队列能耗优化控制方法.由于在马尔科夫链通信拓扑下,部分车辆获取的邻居车辆信息具有动态切换... 针对马尔科夫链通信拓扑下的车辆队列控制问题,综合考虑车辆队列的非线性动力学模型和行驶能耗优化目标,提出一种基于分布式状态观测器的车辆队列能耗优化控制方法.由于在马尔科夫链通信拓扑下,部分车辆获取的邻居车辆信息具有动态切换特性,严重影响了车辆队列控制算法的有效性和稳定性.鉴于此,首先,设计一种用于估计领航车辆状态信息的状态观测器,有效避免通讯拓扑切换对队列控制系统造成的干扰;然后,结合车辆的非线性动力学模型与队列优化目标,构建一种基于指数折扣函数的车辆队列能耗优化框架,将车辆队列的能耗优化问题转化为Riccati方程的求解问题,进而得到车辆队列的最优能耗控制输入,在此基础上,通过构造动态通信拓扑下的李雅普诺夫函数,分析车辆队列控制系统的稳定性条件,即只要每个可能的通信拓扑均需包含一个以领航车辆为根的有向生成树,就可使得该车辆队列控制系统满足稳定性和队列稳定性;最后,通过数值仿真验证所提出控制算法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 最优控制 车辆队列 动态拓扑 马尔科夫链 状态观测器 非线性动力学
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间歇性通信失效下网联自动驾驶队列控制策略 被引量:1
14
作者 刘润坤 于海洋 +1 位作者 程猛越 任毅龙 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期54-66,共13页
网联自动驾驶车队在特殊区域驾驶时会存在间歇性通信失效,为提高在间歇性通信失效下车队的稳定性,本文提出一种考虑多前车-预测信息的网联自动驾驶车辆控制策略。首先,设计一种新型的CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control)上层控... 网联自动驾驶车队在特殊区域驾驶时会存在间歇性通信失效,为提高在间歇性通信失效下车队的稳定性,本文提出一种考虑多前车-预测信息的网联自动驾驶车辆控制策略。首先,设计一种新型的CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control)上层控制器结构,命名为MIP-CACC(Multi-Information Predicted CACC),该结构包含一个对前车状态信息进行预测的预测器。然后,构建适用于该控制器的D-LRTP(Dynamic Low Rank Tensor Prediction)模型,实现对间歇性通信失效下缺失的前车状态信息预测。通过对该控制器的串稳定性分析发现,稳定性受到信息权重、通信连接数量、通信延迟、截断频率及车头时距等参数的组合影响。不同的通信及控制场景下,存在满足串稳定性的最小车头时距参数。最后,将本文提出的控制策略与传统控制策略进行对比。仿真结果表明:在间歇性通信失效下,本文提出的控制策略对后车的驾驶状态扰动更小,驾驶速度和加速度扰动分别最大降低79.43%和72.53%。该策略对设计通信鲁棒性的网联自动驾驶车辆控制方案具有参考意义。 展开更多
关键词 智能交通 网联自动驾驶 车辆纵向控制 车辆队列 通信失效
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自主车辆队列控制系统的稳定性分析
15
作者 朱旭 魏婧 岳忠亮 《计算机测量与控制》 2023年第2期122-128,共7页
车辆队列控制可提升交通容量与安全性、降低燃油消耗,但车辆通信过程中时延不可避免;为此,针对含通信时延的车辆队列系统,开展内部稳定性和队列稳定性分析研究;首先,利用矩阵相似变换,将高维车辆队列闭环控制系统降维拆分为若干等价的... 车辆队列控制可提升交通容量与安全性、降低燃油消耗,但车辆通信过程中时延不可避免;为此,针对含通信时延的车辆队列系统,开展内部稳定性和队列稳定性分析研究;首先,利用矩阵相似变换,将高维车辆队列闭环控制系统降维拆分为若干等价的低维子系统,极大地降低了内部稳定性分析的解析难度和运算量;在此基础上,利用直接法求解了车辆队列子系统特征方程的临界虚根,从而推导了准确的时延边界,获得了车辆队列系统内部稳定的充要条件;然后,为了保证干扰沿车辆队列向后传播时不扩散,通过频域分析车辆间误差传递函数,给出了系统的队列稳定性条件,以及时延和控制器参数的指导原则;最后,通过仿真验证了所提稳定性分析方法的有效性。 展开更多
关键词 车辆队列 通信时延 内部稳定 队列稳定 直接法 时延边界
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多类时延下混合车辆队列建模与协同控制 被引量:4
16
作者 胡满江 卜令坤 +4 位作者 秦洪懋 周岩 边有钢 孙宁 郑讯佳 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期1359-1371,共13页
本文研究了多类时延下同时具有人类驾驶车辆(HDV)和网联自动驾驶车辆(CAV)的混合车辆队列建模与协同控制方法。首先构建了一般形式的混合车辆队列系统模型,对CAV的数量与空间分布进行表征,并将驾驶员反应时延引入模型;接着,考虑V2V通信... 本文研究了多类时延下同时具有人类驾驶车辆(HDV)和网联自动驾驶车辆(CAV)的混合车辆队列建模与协同控制方法。首先构建了一般形式的混合车辆队列系统模型,对CAV的数量与空间分布进行表征,并将驾驶员反应时延引入模型;接着,考虑V2V通信时延和传感器量测时延,设计了状态反馈控制器;推导了闭环系统特征方程,并根据Routh-Hurwitz判据确定了系统闭环稳定性的充分条件,以指导控制器参数设计;最后,通过数值仿真验证了控制器设计的有效性,定量展示了CAV对衰减交通波动的作用,并分析了各类时延对交通流波动的影响。 展开更多
关键词 网联自动驾驶车辆 人类驾驶车辆 混合交通 车辆队列 协同控制 通信时延 驾驶员反应时延
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分布式无人机队列控制与动态障碍规避设计 被引量:4
17
作者 鲜斌 许鸣镝 王岭 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期2226-2234,共9页
研究分布式无人机集群巡航任务中的协同路径跟踪问题与动态避障控制问题.利用transverse feedback linearization(TFL)方法对无人机的动力学模型进行变换,通过解耦控制实现对期望巡航路径的跟踪.在期望路径方向上,设计基于一致性协议的... 研究分布式无人机集群巡航任务中的协同路径跟踪问题与动态避障控制问题.利用transverse feedback linearization(TFL)方法对无人机的动力学模型进行变换,通过解耦控制实现对期望巡航路径的跟踪.在期望路径方向上,设计基于一致性协议的分布式无人机队列协同控制算法,并结合势场法设计协同巡航过程中对移动障碍物的规避控制策略.在队列达成一致性目标的同时,能够保障队列行进的安全性.基于Lyapunov分析方法和LaSalle不变原理证明闭环系统的稳定性,同时采用能量法证明队列中的无人机不会与动态障碍物发生碰撞.最后,基于搭建的无人机协同飞行实验平台,完成多架无人机的协同队列控制和移动障碍物规避实验,飞行实验结果验证了所设计协同控制算法与避障控制策略的有效性. 展开更多
关键词 无人机队列 一致性 势场法 避障 分布式控制 非线性控制
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含输入时延与通信时延的车辆队列PID控制系统稳定性 被引量:4
18
作者 朱旭 张泽华 闫茂德 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期184-198,共15页
针对含输入时延与通信时延的车辆队列PID控制系统,分析了其内部稳定性和队列稳定性,研究了内部稳定的充要条件,求解了完整、精确的时延边界;在内部稳定性分析中,考虑输入时延与通信时延影响下车辆队列PID控制系统为中立型双时延系统的特... 针对含输入时延与通信时延的车辆队列PID控制系统,分析了其内部稳定性和队列稳定性,研究了内部稳定的充要条件,求解了完整、精确的时延边界;在内部稳定性分析中,考虑输入时延与通信时延影响下车辆队列PID控制系统为中立型双时延系统的特点,结合Rekasius代换和劳斯表,提出了关于中立算子的系统强稳定充要条件;在此基础上,为了便于PID参数的快速选取,推导了一种形式更为简练的系统强稳定充分条件;在强稳定条件下,基于特征根聚类法求解了系统完整、精确的时延边界;针对具有奇数辆跟随车的车辆队列,推导了无关车辆队列规模的输入时延上界;在队列稳定性分析中,为了保证干扰和误差沿车辆队列向后传播不发散,分析了车间误差传递函数,给出了双时延影响下队列稳定的充分条件。仿真结果表明:在含输入时延与通信时延的分布式PID控制器作用下,车辆队列控制系统可同时保证内部稳定和队列稳定;车间状态误差可在15 s^(-2)内快速减小并趋近于零;在所有车辆恒速行驶时,车间保持50 m期望安全距离;在领航车以0.5 m·s^(-2)加速和0.8 m·s^(-2)减速时,跟随车的速度和加速度随领航车变化,并在领航车速度稳定时一致;车辆队列在不同行驶工况下,由领航车加、减速引起的车间位置误差小于0.2 m,且沿车辆队列向后传播不发散。 展开更多
关键词 智能交通 车辆队列 特征根聚类法 输入时延 通信时延 分布式PID控制器 内部稳定 队列稳定
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车联网环境下共用车道性能研究
19
作者 张浩天 《软件导刊》 2023年第3期147-152,共6页
为探究联网车辆对整体道路通行能力产生的影响,基于联网自动车辆(CAV)与联网人工驾驶车辆(CHV)构成的混行交通流特性,分析混合车流在共用车道上行驶存在的8种车辆行驶类型与空间分布比例,以此推导混有不同类型联网车队在共用车道上的混... 为探究联网车辆对整体道路通行能力产生的影响,基于联网自动车辆(CAV)与联网人工驾驶车辆(CHV)构成的混行交通流特性,分析混合车流在共用车道上行驶存在的8种车辆行驶类型与空间分布比例,以此推导混有不同类型联网车队在共用车道上的混行交通流基本图模型。通过改变推导式中CAV渗透率、右转概率、车辆队列最大规模的值,以平均延误时间与平均油耗量综合评估混合车流在共用车道上的通行能力。仿真结果表明,在正常车流密度与高车流密度环境下,随着CAV渗透率增加,车辆通行能力和油耗经济性不断上升,当右转车辆概率大于40%时,需考虑增设专用右转车道提高交通流性能,可为研究车联网车辆道路试验提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 混合交通流 车辆队列 共用车道 敏感性分析
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汽车队列行驶气动特性数值模拟 被引量:4
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作者 罗建斌 吴量 +1 位作者 苗明达 黄煜 《广西科技大学学报》 2018年第1期8-13,共6页
随着高速公路和智能交通系统的快速发展,开展汽车队列行驶的气动特性研究具有重要意义.本文对等间距的3车队列行驶的气动特性进行了数值模拟,并研究了车间距对其气动特性的影响.模拟结果表明:相比单车行驶情形,3车队列行驶的各车均有一... 随着高速公路和智能交通系统的快速发展,开展汽车队列行驶的气动特性研究具有重要意义.本文对等间距的3车队列行驶的气动特性进行了数值模拟,并研究了车间距对其气动特性的影响.模拟结果表明:相比单车行驶情形,3车队列行驶的各车均有一定的减阻效果,其中尤以中间车和尾部车的更显著.简化的二维数值分析虽然忽略了车底部以及顶部的气流流动,但仍可为后续的真实车体绕流流动分析提供借鉴和参考. 展开更多
关键词 汽车队列 气动特性 数值模拟 气动干扰
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