利索能及
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专利号: 2023111427739
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种应对网络干扰的动态输出反馈汽车队列控制方法,其特征在于:包含以下步骤:S1:基于协同自适应巡航控制系统,提出一个新的协同自适应巡航控制系统具有参数不确定性、随机发生的传感器饱和和随机发生的欺骗攻击的控制问题,并对所述问题做出必要的假设;

S2:建立一组三车协同队列的状态空间模型;

S3:建立同时能表征随机发生传感器饱和和随机发生欺骗攻击的模型;

S4:设计了一种动态反馈控制器;

S5:提供条件来保证增广系统的稳定性和H无穷性能要求的充分条件;

S6:利用矩阵分析技术,求解一组线性矩阵不等式来导出控制器参数;

S7:利用三车协同队列模型验证了鲁棒动态输出反馈控制算法的有效性。

2.根据权利要求1所述的一种应对网络干扰的动态输出反馈汽车队列控制方法,其特征在于:所述S1中必要的假设包括如下内容:(1)受控车辆可以毫不延迟地监视其他车辆的位置和速度;

(2)受控车辆是完全自动化和协作的:信息通过V2V和V2I通信共享,因此不考虑人类驾驶员和非合作行为;

(3)控制决策以恒定的时间间隔更新;

(4)控制车辆同时执行控制决策。

3.根据权利要求1所述的一种应对网络干扰的动态输出反馈汽车队列控制方法,其特征在于:所述S2中目标系统状态向量xi定义表示如下:上述公式中,si,t是第i辆车与第(i‑1)辆车的间距, 代表平衡间距,τ代表期望时间间隔,d0是最小停滞间距,υi,t代表期望速度(领头车辆速度)与当前速度υi(t)的偏差,以此为基础得到状态空间模型:其中:

控制信号 其中fj,t表示是第j辆车调整距离和速度偏差的外力,mi代表第i车的质量。

4.根据权利要求1所述的一种应对网络干扰的动态输出反馈汽车队列控制方法,其特征在于:所述S3中的传感器饱和度模型如下:其中通过一个伯努利随机变量βk模拟了随机发生的传感器饱和现象,当βk=1时,传感器饱和接收到的测量值为 当βk=0时,真实测量值为yk传感器饱和没有出现,欺骗攻击模型如下:其中 是对手发送的非零 的注入信号,引入了伯努利随机变量αk来描述攻击的成功率,假设来自对手的信号ξk是能量有限的,并满足约束

5.根据权利要求1所述的一种应对网络干扰的动态输出反馈汽车队列控制方法,其特征在于:所述S4中动态反馈控制器:

其中 是系统中的状态估计值,uk为控制输入, 和是控制器的参数。

6.根据权利要求1所述的一种应对网络干扰的动态输出反馈汽车队列控制方法,其特征在于:所述S5中设出扰动衰减水平γ>0和控制器参数Ac,Bc和Cc,如果存在正定矩阵P>0和标量∈1,∈2>0满足以下矩阵不等式,则实现了下列式中定义的H无穷性能要求:然后有

其中γ>是一个特定的标量。

7.根据权利要求1所述的一种应对网络干扰的动态输出反馈汽车队列控制方法,其特征在于:所述S6矩阵分析技术如下:

对于一个给定的常数γ>,如果存在正定矩阵Y,矩阵Ω,矩阵V和矩阵W,以及标量为∈1>0,∈2>0和∈3>0,对于一个给定的矩阵X>0,下面的不等式成立:然后有

8.根据权利要求1所述的一种应对网络干扰的动态输出反馈汽车队列控制方法,其特征在于:所述S7包含以下步骤:A1:构建仿真实验平台;

A2:以三车系统作为测试模型并假设领头车的速度是恒定的;

T

A3:设定初始值x0=[1.2 0.8 1.0 0.9 0.6 0.5],期望时间间隔τ1=τ2=τ3=1s,三辆T跟随车的初始加速度都为0即u0=[0 0 0],Λ和Υ中的参数与响应时间呈正相关,分析得到鲁棒动态输出反馈控制算法可以快速有效进行反应,使车排系统迅速回到平衡位置和平衡速度。