智能網(wǎng)聯(lián)汽車隊(duì)列控制:理論,技術(shù)與應(yīng)用
本書(shū)圍繞智能網(wǎng)聯(lián)汽車隊(duì)列控制在控制理論、傳感技術(shù)、通信技術(shù)、定位技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用等方面做了深刻探討和總結(jié),系統(tǒng)地闡述了智能網(wǎng)聯(lián)汽車隊(duì)列控制在模型建立、通信拓?fù)涿枋、間距策略選取、控制器設(shè)計(jì)、穩(wěn)定性分析、驗(yàn)證平臺(tái)的構(gòu)建和技術(shù)應(yīng)用示范等方面的理論研究方法和實(shí)際應(yīng)用成果。針對(duì)單隊(duì)列控制(包含縱向控制與橫向控制)、匯入-匯出控制和多隊(duì)列控制等科學(xué)問(wèn)題,通過(guò)建立車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)模型,描述關(guān)鍵通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)隊(duì)列控制器以及進(jìn)一步的分析驗(yàn)證,較好地解決了隊(duì)列控制中的縱/橫向行駛、匯入-匯出和多隊(duì)列行駛的實(shí)際問(wèn)題。
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目錄
第一篇 理論基礎(chǔ)部分
第1章 車輛模型 3
1.1 車輛縱向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 3
1.2 車輛縱向動(dòng)力學(xué)模型 4
1.2.1 車輛縱向動(dòng)力學(xué)特性 5
1.2.2 面向車輛隊(duì)列控制的車輛縱向動(dòng)力學(xué)模型 7
1.3 車輛多自由度模型 8
1.3.1 車輛二自由度模型 9
1.3.2 車輛三自由度模型 10
1.3.3 車輛平面五自由度模型 12
1.3.4 車輛七自由度模型 13
1.3.5 車輛十四自由度模型 14
參考文獻(xiàn) 32
第2章 通信拓?fù)洹?5
2.1 圖論 35
2.1.1 圖的定義 35
2.1.2 頂點(diǎn)的度 35
2.1.3 圖解表示法 36
2.1.4 圖論相關(guān)的矩陣 36
2.2 通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建模 37
2.2.1 基于圖論的通信拓?fù)浣!?8
2.2.2 考慮V2V通信環(huán)境的通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表征方法 39
2.3 固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與切換通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 41
2.3.1 固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 41
2.3.2 切換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 42
參考文獻(xiàn) 42
第3章 間距策略 44
3.1 恒定間距策略 44
3.1.1 恒定間距策略定義 44
3.1.2 恒定間距策略的特點(diǎn) 45
3.2 恒定時(shí)距策略 46
3.2.1 恒定時(shí)距策略定義 46
3.2.2 恒定時(shí)距策略的特點(diǎn) 46
3.3 延時(shí)距離策略 47
3.3.1 延時(shí)距離策略定義 47
3.3.2 延時(shí)距離策略的特點(diǎn) 47
3.4 可變時(shí)距策略 48
3.4.1 可變時(shí)距策略定義 48
3.4.2 可變時(shí)距策略的特點(diǎn) 49
3.5 非線性距離策略 49
參考文獻(xiàn) 50
第4章 穩(wěn)定性分析 51
4.1 車輛隊(duì)列系統(tǒng)穩(wěn)定性分類 51
4.1.1 個(gè)體穩(wěn)定性 51
4.1.2 串穩(wěn)定性 52
4.1.3 兩種穩(wěn)定性的關(guān)聯(lián) 52
4.2 車輛隊(duì)列系統(tǒng)串穩(wěn)定性的分類定義 52
4.2.1 串穩(wěn)定性的原始定義 52
4.2.2 頻域串穩(wěn)定性的定義 53
4.2.3 時(shí)域串穩(wěn)定性的定義 53
4.2.4 Lp串穩(wěn)定性 54
4.3 各類串穩(wěn)定性定義的等價(jià)關(guān)系 54
4.3.1 李雅普諾夫串穩(wěn)定性 55
4.3.2 輸入-輸出串穩(wěn)定性 55
4.3.3 輸入-狀態(tài)串穩(wěn)定性 55
4.3.4 等價(jià)關(guān)系 56
4.4 隊(duì)列穩(wěn)定性的分析方法 56
4.4.1 頻域分析 56
4.4.2 時(shí)域分析 58
4.5 分析方法的比較 58
參考文獻(xiàn) 59
第5章 隊(duì)列控制器設(shè)計(jì)與分析方法 61
5.1 單隊(duì)列控制 61
5.1.1 結(jié)構(gòu)化道路場(chǎng)景下的車輛隊(duì)列縱向控制 61
5.1.2 基于積分滑模的車輛隊(duì)列制動(dòng)控制研究 73
5.1.3 非結(jié)構(gòu)化道路場(chǎng)景下的車輛隊(duì)列控制 85
5.2 匯入-匯出控制 98
5.2.1 車輛隊(duì)列控制場(chǎng)景設(shè)計(jì) 98
5.2.2 縱向車輛隊(duì)列控制算法 99
5.2.3 橫向車輛隊(duì)列控制算法 101
5.2.4 車輛隊(duì)列控制算法的串穩(wěn)定性分析 103
5.2.5 小結(jié) 104
5.3 多隊(duì)列控制 104
5.3.1 問(wèn)題描述 104
5.3.2 基于群一致性的多個(gè)車輛隊(duì)列協(xié)同控制算法設(shè)計(jì) 106
5.3.3 一致性和穩(wěn)定性分析 107
5.3.4 群側(cè)向一致性和穩(wěn)定性分析 110
5.3.5 數(shù)值仿真 111
5.3.6 小結(jié) 116
參考文獻(xiàn) 116