非对称线性双边控制模型的理论发展与数值验证——以自动卡车队列为例
系统与控制
2023-07-06 v2 系统与控制
摘要
本文在理论上发展并数值验证了一种非对称线性双边控制模型（LBCM）。非对称LBCM的新颖之处在于，使用该模型时队列中所有跟随车辆均可调整其加速与减速以紧密跟踪恒定期望时距，从而在保持局部与串稳定性的同时提升队列运行效率。我们利用线性时不变系统渐近稳定性条件理论分析了非对称LBCM的局部稳定性，并采用空间间距误差衰减方法证明了非对称LBCM的串稳定性。随后，我们通过模拟由全自动驾驶卡车组成的紧密耦合协同自适应巡航控制（CACC）队列在各种非线性加速与减速状态下的表现来评估非对称LBCM的有效性。我们选择自动卡车队列作为案例研究，因为重型卡车在动力传动系统中经历比乘用车更高的延迟与滞后，且加速与减速能力有限。为评估非对称LBCM的队列运行效率，我们将非对称LBCM在不同动力传动系统延迟与滞后下的性能与基线模型（即对称LBCM）进行比较。我们的分析发现，非对称LBCM可处理任何合计达0.6秒的动力传动系统延迟与滞后，同时在稳定队列运行中保持恒定期望时距，而对称LBCM在任何超过0.2秒的合计动力传动系统延迟与滞后下均无法确保稳定队列运行以及保持恒定期望时距。这些发现展示了非对称LBCM在提升自动卡车队列运行效率与稳定性方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2112.14528,
title = {Theoretical Development and Numerical Validation of an Asymmetric Linear Bilateral Control Model- Case Study for an Automated Truck Platoon},
author = {M Sabbir Salek and Mashrur Chowdhury and Mizanur Rahman and Kakan Dey and Md Rafiul Islam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.14528},
year = {2023}
}