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考虑输入饱和的车辆队列协同巡航控制算法

何友国  田肖肖  袁朝春  
【摘要】:为了实现具有协同式自适应巡航控制的匀质和异质队列的队列稳定性,基于最优控制和饱和控制理论提出队列协同巡航控制算法,将车辆队列视为一种动态级联系统,而队列稳定性,即抑制状态量沿队列的波动,是这类系统设计的基本要求。针对系统的队列性能的要求,采用恒定车间时距策略建立考虑队列稳定性、执行器饱和的车间纵向运动学模型,根据不同的前车采用不同的权值矩阵来计算最优控制输入;针对最优控制鲁棒性和约束性较差的问题,引入饱和控制,在Riccati方程框架下,设计低增益状态反馈控制律,证明具有饱和非线性系统的局部镇定,实现系统的闭环稳定性和队列稳定性。最终通过Matlab/Simulink进行匀质和异质队列的仿真,验证算法在满足队列稳定性目标下协调多性能指标的可行性和有效性。

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