基于组合间距策略的自适应车辆队列纵向控制

针对车辆队列被外部车辆换道超车的场景,外部车辆与队列中的车辆存在异质性,不同车辆适用的间距策略也存在差异性。此外,不同的车辆队列间距策略在道路适应性、车辆队列系统稳定性和串稳定性等方面均存在优势和缺陷。基于此提出一种基于组合间距策略的智能网联车辆队列控制方法,以优化队列车辆的间距。现有的协同/分布式队列控制方法大多基于精确的车辆动力学模型,这要求获得完整的车辆动力学先验知识,并进行非线性-线性模型的转换。然而,在实践中获取精确的先验知识信息往往具有挑战性,且在车辆间进行信息交互的过程中,不可避免地会产生通信时延。因此,在考虑网络环境通信时延的基础上,提出了一种基于自适应积分滑模车辆队列控制器的分布式后向控制方案,该方案可以在线识别和估计未知参数,从而解决三阶车辆节点动力学模型中参数不确定性影响系统稳定性的问题。在设计的积分滑模面中,采用饱和函数替代传统滑模面的符号函数,进一步解决了控制结果中容易出现抖振的问题。然后,利用Lyapunov-Krasovskii定理和无穷范数进行了组合间距策略和间距策略切换下车辆队列系统的内部稳定性和串稳定性分析。最后,通过与现有控制算法进行仿真比较分析,...     

智能网联车辆队列紧急工况控制策略设计

目前针对紧急工况的智能网联车辆队列控制研究较为欠缺，为了解决高速公路车辆队列在紧急工况下安全、稳定控制问题，本文针对队列紧急制动、他车插入队列这两种紧急工况开展控制策略研究。首先，建立控制系统分层架构，由策略层和控制层组成。其中，控制层根据策略层的输出结果激活对应的车辆纵横向控制器；针对策略层，分别设计两种紧急工况的控制策略以及不同工况间的控制切换策略。最后，基于PreScan/Simulink搭建高速公路车辆队列控制联合仿真平台，设计包含多个紧急工况的复杂验证场景，完成五车队列在该场景下的仿真验证，并探讨了通信时延对控制性能的影响。仿真结果表明：该队列控制系统能保证队列在两种紧急工况下安全、稳定行驶，并可实现不同工况的切换控制。     

基于参考向量场的车辆队列二维跟踪控制算法

当车辆队列的应用场景从一维拓展至二维时,纵向间距保持与横向跟踪控制之间将出现显著的耦合效应。在高速工况下,忽视纵横向跟踪功能的耦合效应将导致跟踪误差变大,甚至造成车辆失稳。为解决上述问题,本文中提出了一种车辆队列纵横向耦合跟踪控制算法,通过构建基于纵向间距和横向参考轨迹的参考向量场获得期望速度矢量,采用哈密尔顿函数获得车辆上层运动控制需求的期望总力和总力矩;同时,提出一种基于伪逆矩阵的控制分配算法,将期望总力和总力矩在有约束的物理环境下分配至各个车轮,在保证分配精度的前提下提高了实时性。仿真和实验结果表明,本文提出的纵横向耦合跟踪控制算法能有效完成二维场景下的车辆队列运动控制,实现队列的安全、高效的协同驾驶。     

基于DMPC的智能汽车协同式自适应巡航控制

本文中针对单向通信拓扑的非线性车辆队列协同式自适应巡航(CACC)控制问题,提出一种保证队列稳定且满足队列各车跟随性、安全性和乘员舒适性的分布式模型预测控制(DMPC)策略。首先建立了车辆队列的动力学模型和通信拓扑结构模型,并基于队列系统的多项优化性能设计代价函数和系统约束,使队列中每一辆跟随车基于其接收到的有限信息求解一个开环局部最优问题,计算出当前时刻的最优控制量作为输入并不断重复这个过程,达到滚动优化的目的,实现车辆队列的协同式自适应巡航控制。其次通过CACC系统局部代价函数之和构建Lyapunov候选函数,证明了车辆队列系统渐进稳定性的充分条件。最后通过CarSim和Simulink联合仿真,分析了算法在理想状态下对不同形式单向通信拓扑车辆队列的控制性能;通过实车试验,验证了算法在实车条件下感知层存在抖动、底层控制存在延迟和误差时的控制性能。仿真和实车试验的结果表明,本文提出的控制策略能使队列车辆实现各项优化性能,同时对外部干扰有较好的鲁棒性。     

通信时延和感知时延对车辆编队稳定性的影响

通信时延和传感器感知时延对智能车辆协同动作和行车安全至关重要。针对2类车辆编队控制策略(定常间距双向不对称控制和定常时距多前车跟车控制),引入通信时延和感知时延，并计算编队系统保持稳定性的通信时延阈值和感知时延阈值。首先，考虑到信息获取的便捷性和准确性，在直接相邻车辆的位移和速度分量上引入感知时延，在直接相邻车辆的加速度分量以及非直接邻居车辆的状态信息引入通信时延。将具有时延的信息用于反馈控制器。其次，对双向不对称控制下的同质车队及对多前车跟车控制下的异质车队进行模态分解得到多个低阶的双时延模态子系统。然后，基于双时延微分方程结构特性，提出了几何构型分析方法用于确定单个模态子系统保持稳定性的通信时延阈值和感知时延阈值。从而，车队系统稳定的通信时延阈值和感知时延阈值取决于解耦后的多个模态子系统。最后，进行了MATLAB数值仿真，研究通信时延和感知时延对2类编队系统稳定性的影响。仿真结果表明：在双向不对称控制下，当不对称度较大时，车队系统对时延具有较高容忍度；在定常时距单前车及两前车跟车控制下，车队系统的感知时延阈值和通信时延阈值随时距的增大整体上呈下降趋势。     

网联通信时延下的混合队列控制特性分析

针对CACC协同自适应巡航控制技术,探究其在车联网通信时延影响下,与驾驶员驾驶汽车共存而构成的混合队列系统的性能。从微观跟车行为角度,基于频域传递函数,推导通信时延下的CACC队列稳定最小跟车时距的理论表达式,并通过数值验证指出CACC队列稳定最小跟车时距随通信时延增大而增大的特性。从交通激波特性角度,针对无时延CACC、有时延CACC和时延过大而退化后的ACC自适应巡航3种情形,给定相同的跟车时距,进行不同渗透率下的大规模交通仿真实验,实验结果表明,在无时延和1 s时延这2种情形下,CACC在20%及以上的渗透率时均能显著降低交通扰动,削弱激波,性能差别不明显; 相比而言,退化后的ACC性能明显恶化。      

通信时延与丢包下智能网联汽车控制性能分析

网联协同控制是智能网联汽车的重要应用场景，而车联网的通信时延与丢包可能导致控制性能下降，甚至影响行车安全。为了分析时延与丢包对网联车辆控制的稳态与瞬态性能的影响，设计了网联控制器，并开展了仿真与实车试验。基于车辆动力学特性，将通信时延与丢包下的网联车辆控制分解为纵向控制与横向控制，进行了统一建模，并设计了控制器进行试验分析；搭建了网联自动驾驶的CarSim-Simulink联合仿真平台，及集成可模拟时延与丢包的LTE-V原理样机的智能网联汽车试验平台；开展了不同时延与丢包率下网联跟车控制与网联路径跟踪控制的仿真试验与实车试验。试验结果显示：时延与丢包对控制误差的影响形态有相似性；时延或丢包率取系统及工况参数有关的小值时，如试验中时延小于200 ms或丢包率小于20%，工况随机因素对控制误差的影响可能超过时延与丢包的影响；在更大的时延或丢包率下，时延与丢包的出现方式（如出现时机等）对控制误差影响更大。研究结果表明：能实现针对网联车辆控制系统通信特性的控制器优化设计，使得当时延与丢包在工况相关阈值内时，系统控制误差有界。所揭露的规律一方面可用于对造成危险控制误差的时延与丢包工况进行预警，另一方面也可用于基于给定的稳态或瞬态控制误差边界，判定对应工况允许的时延与丢包率边界。     

基于一致性算法的车联网调度研究

近年来，随着通信技术、计算机技术的不断进步，车联网与多智能体系统的一致性控制方法引起了广泛关注。车联网技术可以有效补充单车智能的感知限制，而多智能体一致性控制可以用于解决交通流与车辆编队在动态变化中的控制与协调问题，通过设计合适的算法，使车辆编队在有限时间、动态变化、互相通信的条件下实现调控目的。本文根据图论和矩阵理论，介绍并分析了一种带有通信时延线性系统的快速一致性算法，并且通过仿真研究验证了算法的有效性。     

分布式电驱动车辆电子差速控制算法研究

基于修正的车辆转向模型,提出一种分布式电驱动车辆电子差速控制算法,以车辆的稳定性确定左右驱动轮滑转率控制目标,然后通过滑模控制进行目标跟随.仿真结果表明,该控制算法能够保证低附路面转弯工况下的车辆稳定性.     

非理想车载网络状况下四轮独立电驱动车辆的动力学控制

以直接横摆转矩控制为例,通过仿真初步分析了四轮独立电驱动车辆分布式控制系统中车载通信网络的非理想状况(延时、丢包等)对车辆动力学控制的影响。仿真结果表明,通信延时等非理想网络状态会对车辆动力学的控制效果和稳定性产生显著影响,而基于网络预测的直接横摆转矩控制算法,可有效补偿通信延时和丢包等的不利影响,获得较好的控制效果。     

城市防洪规划中的控制要素

城市防洪规划是城市总体规划的组成部分,目前一些防洪规划对城市防洪设施建设缺乏明确的指导意见,难以成为城市防洪工程建设的依据。编制城市防洪规划要确定合适的防洪标准,制定科学的城市防洪方案。防洪方案应结合排洪、调洪、分洪、滞洪和避洪五方面综合作用,以争取最大的安全效益。制定城市防洪方案应该明确提出对排洪河道、防洪水库、分洪区、山地植被和避洪高程共5个方面的若干规划控制要素。     

汽车驱动防滑控制系统的控制规律研究

通过建立某6820客车的驱动防滑控制模型,在MATLAB/SIMULINK环境下,采用不同的控制算法对低附着路面进行仿真,并将仿真结果和试验结果进行分析。结果表明,驱动防滑系统对改善汽车动力性和增强行驶安全性有很好效果。     

基于移动控制代理技术的交叉口交通信号控制算法

基于移动控制代理技术和“当地简单,远程复杂”的控制思想,提出了一种新型的交叉口交通信号控制算法。采用移动控制代理软件把多种交叉口信号控制算法“打包”成可在计算机网络上分发的移动控制代理(Mobile Control Agent,MCA);由位于远程监控层的网络调度器,根据交叉口实时交通流状况向交叉口信号控制器派遣或召回相应的MCA,从而实现“按需控制”。这种做法可降低交叉口信号控制器所需的内存等计算资源,实现低成本自适应智能交通信号网络化控制。     

牵引力控制系统模糊PI控制方法研究

提出牵引力控制系统的油门模糊增量PI控制算法和驱动轮制动模糊PI控制算法。在建立汽车加速过程的发动机模型、制动器模型、轮胎模型、整车模型和路面自动识别系统的基础上，采用所提出的控制算法对典型附着路面上的牵引力控制过程进行了仿真模拟。结果表明路面自动识别系统能识别路面附着变化，有效抑制各种工况的驱动轮过度滑转，有较强的鲁棒性。     

浅议控制性详细规划中高程的控制——以常州市武进城区为例

城市地块出让前都要编制控制性详细规划,其中出让地块的竖向高程如何合理确定,一直是值得仔细研究的问题。其既要满足城市防洪的需要,又要合理经济避免过大的填方。对此,常州市武进规划与测绘院就武进中心城区的竖向高程如何确定展开研究,并形成了一套城区标高控制规划,为今后的控规编制和规划管理提供了可靠的规划依据。该文以此规划为基础,结合武进近几年的项目实例,分析了影响地面高程的几个因素,可供同行参考。     

车用电控柴油机控制Map的匹配研究

在位置式电控燃油分配泵电控单元的设计基础上 ,对发动机工作Map数据的建立和优化作了研究 ,并将该电控泵与江西五十铃 4JB1发动机进行匹配试验。利用电控的优势 ,通过改变发动机的油量Map和提前角Map从而控制油泵供油量和喷油正时 ,改善柴油机的稳态精度和动态响应。     

电控汽油机怠速控制方式

针对怠速工况分别设计了变参数PID控制系统和模糊控制系统，并进行了实车试验对比。结果表明，怠速工况下，模糊控制方式比PID控制方式转速波动小，控制效果好。     

集成底盘控制系统的控制构架研究

给出了用于集成底盘控制系统的6层阶梯式控制构架，并把这6层分为对象和关系两大类。对象类中包括信息层、目标层、功能层和硬件层，关系类中包括协调层和执行层。详细讨论了每一层的具体内容并指出了实现集成底盘控制的关键技术。     

统计控制方法在沥青路面施工质量监控中的应用

沥青路面施工质量受多种因素影响,一直是业内人士关注和研究的重点。在云南省新河高速公路沥青路面的监控实践中,采用统计过程控制方法对沥青路面施工质量的关键控制指标如油石比、级配（关键筛孔通过率）、压实度等进行监控,收到了良好的质量控制效果。另外,在沥青路面竣工验收和付款中采用统计方法,根据沥青路面施工质量水平计算付款系数,做到真正的“优质优价”,有力地保证了沥青路面的施工质量。     

基于模糊控制的纯电动轿车整车优化控制策略

将纯电动汽车分为3种行驶模式:常规模式、经济模式和动力模式.动力模式注重提高车辆的动力性,经济模式注重延长车辆的行驶里程,常规模式则为两者的折中.文中利用模糊控制方法设计了整车控制策略,利用MATLAB软件进行了仿真,开发了整车控制器并进行了相关试验,结果表明,该策略对于提高电动汽车性能起到了良好的作用.