利索能及
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专利号: 2022100540979
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种在线优化调度的网联车辆多目标自适应巡航控制方法,其特征在于,所述方法包括:获取目标车辆与前车之间的车辆行驶信息,并基于所述车辆行驶信息表征网联车辆自适应巡航控制系统的各控制目标;

基于各所述控制目标生成所述目标车辆的综合跟踪信号,并根据所述综合跟踪信号的信号误差表征状态向量;

根据所述状态向量生成状态反馈控制律,基于代价函数生成所述状态反馈控制律的优化问题方程,并基于所述优化问题方程求解所述状态反馈控制律,用以使所述信号误差最小;

计算求解后的所述状态反馈控制律对应的控制输入,在当前控制周期基于所述控制输入驱动所述目标车辆的跟踪前车运动状态;

其中,所述获取目标车辆与前车之间的车辆行驶信息,并基于所述车辆行驶信息表征网联车辆自适应巡航控制系统的各控制目标,包括:获取目标车辆与前车之间的车辆行驶信息,基于所述车辆行驶信息建立网联车辆运动学方程,用以表征所述目标车辆与前车之间的相对距离、所述目标车辆与前车之间的相对速度、所述目标车辆的加速度;

基于所述相对距离、相对速度和加速度表征网联车辆自适应巡航控制系统的各控制目标,所述控制目标包括乘客舒适性、车辆安全性和车辆跟随性;

所述基于各所述控制目标生成所述目标车辆的综合跟踪信号,并根据所述综合跟踪信号的信号误差表征状态向量,包括:设置可调实数权重参数,并分别为各所述控制目标分配所述可调实数权重参数后,基于各所述控制目标与各所述可调实数参数生成所述目标车辆的综合跟踪信号;

根据所述综合跟踪信号的信号误差表征状态向量;

所述根据所述综合跟踪信号的信号误差表征状态向量,包括:

根据所述相对距离、相对速度以及加速度构建第一转置矩阵,基于所述第一转置矩阵生成所述网联车辆自适应巡航控制系统的离散状态空间模型;

基于所述综合跟踪信号的信号误差与第二转置矩阵构建第三转置矩阵,根据所述第三转置矩阵将所述离散状态空间模型转换为离散增广状态空间模型,所述第三转置矩阵为所述离散增广状态空间模型的状态向量,所述第二转置矩阵为所述第一转置矩阵的转置矩阵;

所述根据所述状态向量生成状态反馈控制律,包括:

定义第一求解矩阵与第二求解矩阵,根据所述第一求解矩阵与第二求解矩阵构建状态反馈控制矩阵,基于所述状态反馈控制矩阵与所述状态向量生成状态反馈控制律;

所述基于所述优化问题方程求解所述状态反馈控制律,用以使所述信号误差最小,包括:初始化各所述可调实数权重参数,计算初始状态向量;

基于所述优化问题方程与预设的各线性矩阵不等式约束式求解所述第一求解矩阵与第二求解矩阵,并计算求解所述状态反馈控制律;

基于所述状态反馈控制律确定控制输入,用以使所述信号误差最小。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:当进入下一控制周期时,重新计算所述控制输入,并重复所述在当前控制周期基于所述控制输入驱动所述目标车辆的跟踪前车运动状态的步骤。

3.一种在线优化调度的网联车辆多目标自适应巡航控制装置,其特征在于,所述装置包括:获取模块,用于获取目标车辆与前车之间的车辆行驶信息,并基于所述车辆行驶信息表征网联车辆自适应巡航控制系统的各控制目标;

生成模块,用于基于各所述控制目标生成所述目标车辆的综合跟踪信号,并根据所述综合跟踪信号的信号误差表征状态向量;

求解模块,用于根据所述状态向量生成状态反馈控制律,基于代价函数生成所述状态反馈控制律的优化问题方程,并基于所述优化问题方程求解所述状态反馈控制律,用以使所述信号误差最小;

控制模块,用于计算求解后的所述状态反馈控制律对应的控制输入,在当前控制周期基于所述控制输入驱动所述目标车辆的跟踪前车运动状态;

其中,所述获取模块包括:

获取单元,用于获取目标车辆与前车之间的车辆行驶信息,基于所述车辆行驶信息建立网联车辆运动学方程,用以表征所述目标车辆与前车之间的相对距离、所述目标车辆与前车之间的相对速度、所述目标车辆的加速度;

第一表征单元,用于基于所述相对距离、相对速度和加速度表征网联车辆自适应巡航控制系统的各控制目标,所述控制目标包括乘客舒适性、车辆安全性和车辆跟随性;

所述生成模块包括:

设置单元,用于设置可调实数权重参数,并分别为各所述控制目标分配所述可调实数权重参数后,基于各所述控制目标与各所述可调实数参数生成所述目标车辆的综合跟踪信号;

第二表征单元,用于根据所述综合跟踪信号的信号误差表征状态向量;

所述生成模块还包括:

第一构建单元,用于根据所述相对距离、相对速度以及加速度构建第一转置矩阵,基于所述第一转置矩阵生成所述网联车辆自适应巡航控制系统的离散状态空间模型;

第二构建单元,用于基于所述综合跟踪信号的信号误差与第二转置矩阵构建第三转置矩阵,根据所述第三转置矩阵将所述离散状态空间模型转换为离散增广状态空间模型,所述第三转置矩阵为所述离散增广状态空间模型的状态向量,所述第二转置矩阵为所述第一转置矩阵的转置矩阵;

所述求解模块包括:

定义单元,用于定义第一求解矩阵与第二求解矩阵,根据所述第一求解矩阵与第二求解矩阵构建状态反馈控制矩阵,基于所述状态反馈控制矩阵与所述状态向量生成状态反馈控制律;

所述求解模块还包括:

第一计算单元,用于初始化各所述可调实数权重参数,计算初始状态向量;

第二计算单元,用于基于所述优化问题方程与预设的各线性矩阵不等式约束式求解所述第一求解矩阵与第二求解矩阵,并计算求解所述状态反馈控制律;

第三计算单元,用于基于所述状态反馈控制律确定控制输入,用以使所述信号误差最小。

4.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1‑2任一项所述方法的步骤。

5.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1‑2任一项所述方法的步骤。