具有量化误差反馈的车辆纵向跟随控制.pdf

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1、第31卷第5期2014年5月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．31No．5Mav2014doi：10．3969／j。issn．1002—0268．2014。05．022具有量化误差反馈的车辆纵向跟随控制王鹏，张继业(西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031)摘要：针对自动跟随车辆间信息传输存在无线网络量化误差的情况，研究了车辆跟随系统的纵向控制问题。假定每个跟随车辆能够通过无线网络获得相邻车辆及领头车辆的状态信息，并且信息在对数

2、量化器传输下存在量化误差。基于车辆非线性纵向动力学耦合模型和车辆固定间隔跟随策略，应用向量Lyapunov函数方法得出的指数稳定性判据，将量化误差处理为系统状态的不确定性，给出补偿量化误差的滑模控制律，并设计满足系统群稳定性的控制器参数。仿真结果表明：相较于不考虑量化误差的控制器，本控制器能够显著提高车辆跟随误差的收敛速度，确保了自动车辆纵向跟随系统的稳定性。关键词：交通工程；车辆跟随系统；滑模控制；量化误差；向量Lyapunov函数中图分类号：U491．2+55文献标识码：A文章编号：1002—0268(2014)05-0141一06V

3、ehicleLongitudinalFollowingControlwithQuantizationErrorFeedbackWANGPeng，ZHANGJi—ye(StateKeyLaboratoryofTractionPower，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：Theproblemoflongitudinalcontrolofautomaticvehiclefollowingsystemviawirelesscommunicationnet

4、workwithquantizationerrorofinformationtransmissionbetweenvehiclesisstudied．Everyfollowingvehicleinplatoonissupposedtogettheinformationoftheleadingvehicleandtheadjacentvehiclesviawirelessnetwork，andthequantizationerrorappearsduetothetransmissionofthelogarithmicquantizer．Ba

5、sedonthenonlinearlongitudinaldynamicallycouplingmodelofstringofvehiclesandthestrategyofconstantheadwayfollowing，applyinganexponentialstabilitycriterionsolvedbyvectorLyapunovfunction，thequantizationelrorsaretreatedastheuncertaintyofsystemstate，theslidingmodelcontrollawforc

6、ompensatingquantizationerrorsisproposed，andthecontroller'sparameterswhichensurestringstabilityaredesigned．Thesimulationresultshowsthatcompared衍tllthecontrollerWhOSequantizationerrorsbeingnottakenintoaccount，thiscontrollercanobtainahigherconvergencerateofvehiclefollowinger

7、rorsandthestabilityoftheautomaticvehiclelongitudinalfollowingsystemisguaranteed．Keywords：trafficengineering；vehiclefollowingsystem；slidingmodelcontrol；quantizationerror；vectorLyapunovfunction0引言由于能够显著提高高速公路的通行能力、运行效率和驾驶安全性，自动化公路系统一直是科学研究的热点‘1。2I。而车辆纵向跟随控制是自动化公路系统的典型应用，它使得

8、车队内的各个车辆保持设定的车间间隔跟随车队领头车辆自动行驶。自动跟随控制的设计问题已有大量的研究p。，然而近年来，由于计算机网络技术的发展，网络传输信号对控制系统的影响引起了学者们的广泛关注H