基于耗散性的车辆队列分布式控制器与通信拓扑协同设计

车辆队列为未来交通系统提供了一种极具吸引力的选择。现有关于车辆队列的大多数工作将控制器与其通信拓扑的设计分离开来。然而，同时设计队列控制器与通信拓扑（即控制器与拓扑协同设计）是有益的，尤其是在队列拆分与合并的情况下。因此，我们受启发提出一个适用于车辆队列的协同设计框架，该框架同时保持控制器的组合性与队列的弦稳定性，从而实现队列中车辆的合并与拆分。为此，我们首先将协同设计问题表述为一个集中式线性矩阵不等式（LMI）问题，然后利用 Sylvester 准则将其分解，得到一组可在队列中各车辆上依次求解的更小的分散式 LMI 问题。此外，在所表述的分散式 LMI 问题中，我们编码了一个专门推导的局部 LMI 以强制闭环队列系统的 $L_2$ 稳定性，进一步蕴含车辆队列的 $L_2$ 弱弦稳定性。最后，为了验证所提出的协同设计方法及其在合并/拆分方面的特性，我们提供了由专门开发的仿真框架生成的大量仿真结果。可在 GitHub 公开获取：HTTP://github.com/NDzsong2/Longitudinal-Vehicular-Platoon-Simulator.git。