[发明专利]一种基于均匀量化通信数据的互联异构车辆的全分布式控制方法

权利要求书

1.一种基于均匀量化通信数据的互联异构车辆的全分布式控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、采用双向通信策略，每辆车将量化后的状态信息传给前后车辆，每辆跟随车根据获取的量化信息，设计耦合滑模面，

S2、根据获取的前后车辆的量化信息，应用滑模控制方法为每辆跟随车设计新的协同跟踪控制器；

所述步骤S2具体包括：

S21、基于均匀量化通信数据和有界外部扰动的互联异构协同跟踪问题，设计协同跟踪控制器，如下：

其中，

F_N＝0 (7)

上式中，f_v(·),f_a(·),f_ad(·)分别是速度、加速度和加速度导数的量化值，Δ_v(·),Δ_a(·),Δ_ad(·)分别是速度、加速度和加速度导数的量化敏感度；

S22、在外界有界的扰动下，设置滑模面的耦合参数为0＜ρ_i≤1，使用步骤S21设计的协同控制器(5)，达到基于均匀量化双向通信数据的互联车辆系统的串稳定性；

S3、通过在频域分析系统的串稳定性，限定跟随车辆的耦合滑模面的耦合强度。

2.根据权利要求1所述的基于均匀量化通信数据的互联异构车辆的全分布式控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S11、构建异构车辆纵向控制模型，考虑外界扰动，每辆车的动态特性的微分方程表示如下：

其中，为车辆i的发动机常数，取决于特定车辆的机械特性；u_i为待设计的车辆i的控制输入；d_i(t)为由滚动阻力，风阻和地面摩擦力引起的有界外界扰动，满足||d_i(t)||≤D，D＞0；

S12、为了分析互联车辆系统性能，定义车辆i和前车i-1的车间距误差为：

其中，为期望车间距误差，l_i为车辆i的长度，车间相对距离(p_i-1(t)-p_i(t))由车辆安装的雷达传感器测得；

S13、为了取得协同跟踪的性能，为每辆跟随车设计耦合滑模面，具体如下：

其中，c₁与c₂为常数，对于任意的λ＞0，满足c₁＝λ²，c₂＝2λ，e_i(t)为通过车载雷达获得的车间距误差，对e_i(t)运用向前一阶差分和二阶差分获得e_i(t)的一阶微分和二阶微分

S14、为了实现串稳定性，为每一辆跟随车选择耦合滑模面，具体如下：

Y_i(t)＝s_i+1(t)-ρ_is_i(t),i＝1,…,N (4)

其中，耦合强度ρ_i＞0，s_N+1＝0，耦合滑模面Y_i收敛等价于s_i收敛。

3.根据权利要求1所述的基于均匀量化通信数据的互联异构车辆的全分布式控制方法，其特征在于，所述步骤S2基于均匀量化数据为异构互联车辆系统设计协同控制器，在有界外界扰动的情况下，获取以下两个性能目标：

第一性能目标：协同跟踪，每个跟踪车辆均和前车保持理想距离，即

第二性能目标：串稳定，车辆i的车间距误差e_i(t)(i＝1,...,N)不会沿着队列向下扩大，即||G(jω)||≤1,j²＝-1，ω＞0,其中，G(s)为误差传播的拉普拉斯传递函数，G(s)＝E_i+1(s)/E_i(s)。