论文部分内容阅读
车辆编队是在车与车之间的协作与配合基础上的车路协同系统的重要研究问题之一。为了提高车辆编队的控制效果,本文在分析国内外编队控制相关研究的基础上,根据车辆编队中两车领航跟随误差模型,针对系统内部参数不确定条件下的控制问题,应用反馈线性化算法和自适应控制原理设计了自适应控制策略,进而考虑系统外部干扰应用鲁棒控制原理设计了鲁棒控制策略。本文同时针对多车编队控制问题,在已有两车领航编队组织模型的基础上,基于图论确定了编队层数最少的编队规则,并依据此规则将两车领航跟随控制策略扩展至多车编队控制,提高了车辆编队在复杂环境下的稳定性和有效性。本文主要进行了以下几个方面的工作：首先,给出了两车领航跟随误差模型。本文根据一对领航车辆与跟随车辆间的几何位置和领航跟随关系,在单个车辆结构模型的基础上,给出了两车领航跟随运动学模型,将多车编队的控制问题转化为两车的领航跟随基本问题。其次,设计了两车跟随自适应控制策略。本文给出了两车领航跟随反馈线性化控制策略,在此基础上为了应对系统参数的不确定应用自适应原理设计了自适应控制器,通过理论和仿真证明自适应控制器能够很好的处理系统内部参数的不确定问题,但无法应对外部干扰。再次,设计了两车跟随鲁棒控制策略。在已有反馈线性化和自适应控制的基础上,考虑外界干扰应用了鲁棒控制算法,通过不同条件下的仿真验证了鲁棒自适应控制在系统参数不确定和有外界干扰的综合情况下的稳定性和有效性。最后,确定了多车编队组织规则。本文根据图论相关知识,结合所设计控制算法,讨论了多车编队队形的结构,确定了图层数最少的编队组织规则。在此基础上将两车领航跟随鲁棒自适应控制扩展至多车编队。通过多车编队仿真,证明鲁棒白适应控制策略和层数最少编队组织规则能够达到满意的车辆编队控制效果。