[发明专利]一种基于车-车通信的车辆编队纵向控制方法

权利要求书

1.一种基于车-车通信的车辆编队纵向控制方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，获取车辆编队中各个车辆的速度、加速度和位置；

步骤2，基于固定间距控制策略和非线性PID控制器设计车队控制器；所述非线性PID控制器中各个PID参数根据车辆状态量偏差确定；

步骤3，确定受控车辆的油门开度或制动压力的控制量，所述控制量为通过车辆纵向动力学逆模型得到的前馈控制量与通过所述非线性PID控制器得到的反馈控制量之和；

步骤4，根据所述受控车辆的油门开度或制动压力的控制量完成所述受控车辆的加减速控制；

所述步骤2还包括：根据所述车队控制器确定所述受控车辆的期望加速度以及期望速度；

第i辆受控车辆的期望加速度为：

；

其中，、、、、和为所述非线性PID控制器中各个PID参数；、和分别表示车队头车的位置、速度和加速度，、和分别表示受控车辆的前车的位置、速度和加速度，和分别表示第i辆受控车辆自身的位置和速度，L为期望车车间距；

计算第i辆受控车辆的期望速度为：

；

其中，T为控制周期。

2.根据权利要求1所述的一种基于车-车通信的车辆编队纵向控制方法，其特征是，所述步骤3中所述受控车辆的油门开度的控制量；

其中，为驱动控制量油门开度，为通过驱动工况下车辆纵向动力学逆模型得到的前馈控制量，为通过所述非线性PID控制器得到油门开度的反馈控制量；

通过驱动工况下车辆纵向动力学逆模型得到的前馈控制量：

；

其中，W表示车辆车轮负荷，f表示滚动阻力系数，表示空气阻力系数，A表示车辆迎风面积，v表示车辆速度，m表示车辆质量，g是重力加速度，表示坡度角，表示车辆旋转质量转换系数，表示车辆期望加速度，r表示车轮半径，表示车辆变速器传动比，表示车辆主减速器传动比，表示传动系机械效率，表示车辆液力变矩器扭矩特性函数，表示车辆发动机输出转矩。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于车-车通信的车辆编队纵向控制方法，其特征是，通过所述PID控制器得到油门开度的反馈控制量：

；

其中，为车辆期望速度。

4.根据权利要求1、2、3中任一项所述的一种基于车-车通信的车辆编队纵向控制方法，其特征是，所述步骤3中所述受控车辆的制动压力的控制量；

其中，为制动控制量，为通过制动工况下车辆纵向动力学逆模型得到的前馈控制量，为通过所述非线性PID控制器得到制动压力的反馈控制量；

通过制动工况下车辆纵向动力学逆模型得到的前馈控制量：

；

为制动系统作用到车轮的制动开度，为制动力矩和制动开度的比例系数。

5.根据权利要求1、2、3、4中任一项所述的一种基于车-车通信的车辆编队纵向控制方法，其特征是，通过所述非线性PID控制器得到制动压力的反馈控制量：

。

6.根据权利要求1、2、3、4、5中任一项所述的一种基于车-车通信的车辆编队纵向控制方法，其特征是，所述非线性PID控制器中各个PID参数、、、、和的计算公式为：

、、、、和为设定的系数，表示自然常数。