【摘 要】
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随着自动驾驶技术的逐渐成熟,以及车间通信技术的支持,车间的信息交互变的更加安全有效,在此背景下队列控制技术有了长足发展。队列控制技术在国民经济中许多领域都有着广泛的应用前景,其在提高交通流量、提高安全性、降低能源消耗上有着显著优势,因此国内外大量企业纷纷进行队列控制技术的研究。本文针对队列中车辆碰撞避免问题,研究了博弈论方法在解决此问题中的可行性,主要工作如下:首先,运用分层控制的思想,其中上层控
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随着自动驾驶技术的逐渐成熟,以及车间通信技术的支持,车间的信息交互变的更加安全有效,在此背景下队列控制技术有了长足发展。队列控制技术在国民经济中许多领域都有着广泛的应用前景,其在提高交通流量、提高安全性、降低能源消耗上有着显著优势,因此国内外大量企业纷纷进行队列控制技术的研究。本文针对队列中车辆碰撞避免问题,研究了博弈论方法在解决此问题中的可行性,主要工作如下:首先,运用分层控制的思想,其中上层控制器采用模型预测的方法,将安全性、舒适性、行驶效率等方面的要求作为系统的优化性能指标,决策出车辆的期望加速度。而下层控制器采用逆动力学模型的方法,通过对车辆在纵向方面的受力进行分析,可以得出期望加速度下的期望节气门开度及制动压力值。针对逆动力学模型存在的对建模精度要求高的问题,可结合PID控制的方法。这样可以有效利用双方的优点,而使期望加速度的跟随更加精确。在联合仿真环境下,此方法能够有效满足控制器设计的需要。然后,后方两车在独立跟随领航车过程中可能存在的碰撞冲突问题,而博弈论是解决这类冲突的有效数学工具。斯塔克尔伯格(Stackelberg)博弈可以很好的解决后方两车地位不平等的状况,一般都是前车先作加减速策略选择,而后车可以根据前车已作策略选择的基础上,做出最有利于自身利益最大化的选择。对于收益函数中权重系数的处理,采用了变权重系数的处理方法,结合模糊控制,在不同工况下,收益函数的侧重点也不一样,因此收益函数采取变权重系数可以应对各种复杂情况的需要。最后,通过CARSIM、SIMULINK联合仿真,针对平稳跟车工况及启停工况下,使用三种方法进行对比试验。仿真试验结果表明,在加入Stackelberg博弈后,其综合性能表现最好。相比于其他两种方法,队列中车辆能够更快保持稳定,整个队列长度也占用最短,此外在车间距上也表现较为优秀。
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