带响应滞后的联接自动车的安全稳定联动巡航控制
系统与控制
2024-09-12 v1 系统与控制
摘要
通过车联网 (V2X) 控制联接自动车 (CAV) 有着显著的提高燃油经济性和交通效率的前景。然而，要实现 CAV 的部署并获取其收益，其控制器必须保证其安全性。本文应用控制屏障函数 (CBF) 理论来调查实施联动巡航控制 (CCC) 的 CAV 安全性。具体而言，我们研究了稳定性、连接架构以及 CAV 响应时间对 CCC 安全性的影响。通过安全性和稳定性分析，我们推导了稳定且安全的控制增益选择，并指出在大多数情况下，安全的 CAV 操作需要植物和尾随串联稳定性。此外，车辆的反应时间以一阶滞后形式表示，对安全性具有不利影响。我们确定了该滞后的临界值，超过此值则不存在安全的 CCC 增益。为在保留 CCC 优势的同时确保安全性，我们合成了使用 CBFs 的安全关键 CCC。通过所提出的安全关键 CCC，CAV 可利用来自更前方车辆的信息来提高其安全性。我们通过使用真实交通数据进行数值仿真来评估了该控制器。
引用
@article{arxiv.2409.06884,
title = {Safe and Stable Connected Cruise Control for Connected Automated Vehicles with Response Lag},
author = {Yuchen Chen and Gabor Orosz and Tamas G. Molnar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.06884},
year = {2024}
}
备注
14 pages, 9 figures