本文關鍵詞：動態(tài)競爭環(huán)境中多自主車輛系統(tǒng)協(xié)作控制與分布式優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多自主車輛系統(tǒng)的相關研究成果有助于高效利用有限的交通資源,提高道路交通的安全性,近年來已成為智能交通領域的研究熱點之一。本文主要研究動態(tài)競爭環(huán)境中多自主車輛系統(tǒng)的協(xié)作控制與分布式優(yōu)化,包括車輛編隊中的跟隨和隊形控制、道路交叉口區(qū)域多車協(xié)作以及多自主車輛任務規(guī)劃等,主要內容如下:(1)通過車輛跟隨的Leader-follower模型,建立車輛跟隨誤差模型,設計跟隨控制器實現(xiàn)車輛的穩(wěn)定跟隨控制。建立自主車運動學模型,采用Leader-follower結構描述兩車跟隨關系,得到車輛跟隨誤差模型。根據反饋線性化和Lyapunov穩(wěn)定性理論,設計車輛跟隨控制器。仿真結果表明該控制器能夠實現(xiàn)車輛的穩(wěn)定跟隨控制。(2)根據圖論描述車隊中的Leader-follower關系,采用設計的跟隨控制器實現(xiàn)車隊隊形的穩(wěn)定控制。以圖的形式表示車隊隊形,圖中的點代表自主車,邊代表車輛間的Leader-follower關系。驗證跟隨控制器對典型隊形的控制作用,針對車隊隊形保持和改變進行仿真實驗,結果表明該控制器能夠實現(xiàn)車隊隊形的穩(wěn)定控制。(3)建立道路交叉口區(qū)域多自主車輛協(xié)作控制模型,并對模型進行求解。引入時空軌跡圖分析車輛與交叉口入口的距離隨時間的變化關系,建立多車協(xié)作安全性指標,以通過交叉口區(qū)域總時間最短為目標建立多車協(xié)作快速性指標,將兩個指標加權處理得到多車協(xié)作模型,并給出模型的約束條件。采用罰函數法對模型進行處理并采用粒子群算法進行求解,算例求解結果表明該方法能使多車協(xié)作模型的目標函數收斂,并求得多車協(xié)作的最優(yōu)加速度。(4)對典型交通路網建模,研究多自主車輛任務規(guī)劃問題�；诮煌肪W中路口節(jié)點分布相對松散的特點,提出自主車輛位置預分配,采用模擬退火算法求解預分配路口節(jié)點組合作為多車任務規(guī)劃的起始節(jié)點。引入自主車的能力和偏好減少拍賣中的沖突,并采用Dijkstra算法進行路徑規(guī)劃。仿真結果表明以預分配節(jié)點組合作為任務規(guī)劃起始節(jié)點能夠減少多自主車輛任務規(guī)劃時間。綜上所述,本文就動態(tài)競爭環(huán)境中多自主車輛系統(tǒng)協(xié)作控制與分布式優(yōu)化問題,進行了多自主車輛跟隨控制、隊形控制、交叉口協(xié)作以及任務規(guī)劃相關的理論研究,并通過仿真實驗進行了驗證與分析。
【關鍵詞】：多自主車輛系統(tǒng) 跟隨控制 隊形控制 交叉口協(xié)作 任務規(guī)劃
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U495;U463.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 問題的提出與研究意義9-10
• 1.2 國內外相關問題研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 智能交通系統(tǒng)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 多智能車輛仿真與實驗平臺研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 智能車輛安全控制與協(xié)作研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 存在的主要問題15-16
• 1.4 本文的主要研究內容及結構安排16-19
• 第2章 自主車輛跟隨控制器設計19-31
• 2.1 引言19-20
• 2.2 自主車輛運動學建模20-21
• 2.3 車輛跟隨控制的Leader-follower模型21-24
• 2.3.1 Leader-follower結構21-22
• 2.3.2 車輛跟隨誤差模型22-24
• 2.4 車輛跟隨控制器設計24-26
• 2.5 仿真實驗與分析26-28
• 2.6 本章小結28-31
• 第3章 多自主車輛隊形控制31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 車隊隊形的描述31-32
• 3.3 橫向隊形和三角形隊形控制驗證32-35
• 3.3.1 橫向隊形33-34
• 3.3.2 三角形隊形34-35
• 3.4 隊形控制仿真與分析35-39
• 3.4.1 車隊隊形保持36-37
• 3.4.2 車隊隊形改變37-39
• 3.5 本章小結39-41
• 第4章 道路交叉口區(qū)域多自主車輛協(xié)作控制41-53
• 4.1 引言41
• 4.2 道路交叉口區(qū)域車輛沖突分析41-42
• 4.3 道路交叉口區(qū)域多車協(xié)作模型的建立42-47
• 4.3.1 安全性指標43-46
• 4.3.2 快速性指標46
• 4.3.3 模型的約束條件46-47
• 4.3.4 道路交叉口區(qū)域多車協(xié)作模型47
• 4.4 模型求解47-52
• 4.4.1 約束優(yōu)化問題的預處理47-49
• 4.4.2 粒子群優(yōu)化算法49-50
• 4.4.3 算例求解與分析50-52
• 4.5 本章小結52-53
• 第5章 典型交通路網中多自主車輛任務規(guī)劃53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 典型交通路網建模53-55
• 5.3 多自主車輛任務規(guī)劃55-60
• 5.3.1 自主車輛位置預分配55-56
• 5.3.2 基于拍賣的動態(tài)任務分配56-59
• 5.3.3 基于Dijkstra算法的路徑規(guī)劃59-60
• 5.4 仿真實驗與分析60-61
• 5.5 本章小結61-63
• 第6章 全文總結63-65
• 6.1 本文完成的主要工作63-64
• 6.2 需要進一步研究的問題64-65
• 參考文獻65-71
• 作者簡介及研究成果71-73
• 致謝73

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10 王s

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