网联车辆编队节油速度轨迹优化和分布式控制

• Published in: 控制理论与应用 Vol. 41; no. 12; pp. 2249 - 2258
• Main Authors: 杨冬琪, 段洪君, 郭戈, 张忍永康
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳 110004%东北大学秦皇岛分校控制工程学院,河北秦皇岛 066004%东北大学秦皇岛分校控制工程学院,河北秦皇岛 066004 01.12.2024; 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室,辽宁沈阳 110004%东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳 110004; 中国电子科技集团公司信息科学研究院,北京 100042
• Subjects: 节油速度; 滑模控制; 网联车辆编队; sliding mode control; 速度相关型间距策略; 队列稳定性; string stability; velocity dependent spacing strategy; fuel-saving velocity; connected automated vehicle platoon; 分布式轨迹优化; distributed trajectory optimization
• ISSN: 1000-8152
• DOI: 10.7641/CTA.2023.20929

本文研究了网联车辆编队的节油速度轨迹优化和分布式控制问题.考虑异质车辆编队节油,采用一种基于滚动时域优化的速度规划算法,求解出适应于变化道路坡度的编队整体节油速度.此外,为了提高速度规划和调节的灵活性,提出了一种基于期望编队速度的二次间距策略.采用基于间距误差最小化的分布式凸优化算法对轨迹优化问题进行求解,为所有跟随车提供最优轨迹.在此基础上,设计了一种具有双幂次趋近律的PID型滑模控制器,使得各跟随车跟踪最优轨迹.仿真结果表明,该方法可在忽略空间和速度扰动的情况下保证车辆的内部稳定性和队列稳定性.