吉林大学学报(工学版) ›› 2020, Vol. 50 ›› Issue (2): 711-718.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20181143

• 通信与控制工程 • 上一篇    

基于车间通信的车辆编队控制方法设计

马彦1,2(),黄健飞1,赵海艳1,2()   

  1. 1.吉林大学 通信工程学院，长春 130022
    2.吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室，长春 130022
  • 收稿日期:2018-11-16 出版日期:2020-03-01 发布日期:2020-03-08
  • 通讯作者: 赵海艳 E-mail:mayan_maria@163.com;zhao_hy@jlu.edu.cn
  • 作者简介:马彦（1970-），女，教授，博士.研究方向：自动控制算法设计.E-mail:mayan_maria@163.com
  • 基金资助:
    吉林省产业创新专项项目(2018C035-2)

Method of vehicle formation control based on vehicle to vehicle communication

Yan MA1,2(),Jian-fei HUANG1,Hai-yan ZHAO1,2()   

  1. 1.College of Communication Engineering，Jilin University，Changchun 130022，China
    2.Key Laboratory of Automotive Simulation and Control，Jilin University，Changchun 130022，China
  • Received:2018-11-16 Online:2020-03-01 Published:2020-03-08
  • Contact: Hai-yan ZHAO E-mail:mayan_maria@163.com;zhao_hy@jlu.edu.cn

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398

摘要：

传统的跟随领航者编队控制器在实际情况中难以准确获得领航车辆运动状态，并且其内部参数可能受到外部干扰的影响而具有不确定性。对此本文设计了基于自适应控制理论中变量估计方法的反馈线性控制器，提出了基于车间通信技术的控制器改进方法。首先，通过变量估计方法提高了控制器参数中的相对距离的精确度;然后，通过车间通信技术保证了接收到的领航车辆运动信息的准确性;最后，在VS2010和Simulink环境下进行了联合仿真实验，验证了算法的有效性。结果表明:基于车间通信技术和自适应原理的跟随领航者编队控制方法能有效完成编队任务，误差较小且收敛，为智能网联汽车的发展提供了一定应用价值。

关键词: 控制理论与控制工程, 跟随领航者, 编队控制, 车间通信技术, 自适应控制

Abstract:

Traditional leader-follower formation controller can hardly obtain the data of the leader vehicle accurately and its parameters may be uncertain due to the influence of external interference. To solving this problem, this paper designed an adaptive feedback linear controller based on variable estimation and proposed an improved method based on Vehicle to Vehicle communication (V2V). Firstly, the accuracy of relative distance is improved by variable estimation. Then, the information accuracy of leader vehicle is guaranteed by using V2V technology. In order to verify the effectiveness of the algorithm, a co-simulation experiment is made using VS2010 and Simulink. The results show that the formation method based on V2V and adaptive control principle can effectively complete the formation task with small errors and convergence. This method provides certain application value for the development of intelligent connected vehicles.

Key words: control theory and control engineering, leader-follower, formation control, vehicle to vehicle communication, adaptive control

中图分类号: 

  • TP273

图1

车辆自行车模型"

图2

跟随领航者模型"

图3

自适应控制器控制框图"

图4

车间通信系统界面"

图5

理想条件下仿真实验结果"

表1

仿真实验结果对比"

误差类型线性反馈控制自适应控制V2V控制
调整时间/s稳态值/m（rad）调整时间/s稳态值/m（rad）调整时间/s稳态值/m（rad）
纵向位置11.80.0011.60.0011.00.23
横向位置19.00.0118.20.0118.00.01
航向角13.80.0013.20.0013.20.00

图6

扰动条件下仿真实验结果对比"

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