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交通与数据科学丛书4基于道路和交通信息的车辆预测巡航控制 版权信息
- ISBN：9787030659446
- 条形码：9787030659446 ; 978-7-03-065944-6
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>>
交通与数据科学丛书4基于道路和交通信息的车辆预测巡航控制 内容简介
本书介绍了基于道路和交通信息的车辆预测巡航控制技术,针对行驶时间和能量消耗这两个相矛盾的目标,实现了道路车辆的很优设计首先介绍了研究背景及车辆速度控制的技术发展概况,以及道路车辆预测巡航控制的基本理论.其次,从微观和宏观角度分析了交通流与道路车辆巡航速度控制的关系,采用 MATLAB/Simulink, CarSim和 TruckSim进行了实例仿真很后,展示了基于不同道路和交通信息的几种车辆预测巡航控制策略和速度控制的实现方法.此外,本书还构建了硬件在环车辆模拟器进行预测巡航控制的仿真和验证,并给出了控制实现的体系架构和测试结果本书内容翔实,融合了相关领域近期新的理论及工程技术研究成果,可供高等院校汽车、控制、交通及相关专业的本科生、研究生和教师使用,也可供从事汽车、控制、交通及相关工程领域的科研人员参考 First rive in English Road Vehicles Using Road and Traffic Information by nder the title Predict ve Cruise Peter Gaspar and Balazs Nemeth Copyright Springer Nature Switzerland AG 2019 This edition has been translated and published under licence from Springer Nature Switzerland AG
交通与数据科学丛书4基于道路和交通信息的车辆预测巡航控制 目录
目录
译者序
原书序
常用符号表
第1章 概论 1
1.1 车辆自动控制的研究背景和意义 2
1.2 本书结构 4
参考文献 6
**部分 预测巡航控制
第2章 基于道路信息的预测巡航控制设计 9
2.1 基于坡度和加权因素的速度设计 10
2.1.1 前方路段点的速度控制 11
2.1.2 加权控制策略 14
2.2 车辆巡航控制优化 16
2.2.1 多因素优化问题的处理 17
2.2.2 多因素优化的权衡 18
2.2.3 行驶时间问题的处理 19
2.3 线性变参数控制设计方法 20
2.3.1 面向控制的线性变参数建模 20
2.3.2 基于线性变参数的控制设计 22
2.3.3 闭环控制系统的稳定性分析 23
2.3.4 速度剖面执行程序的架构 25
2.3.5 控制系统的架构 26
2.4 仿真实例 27
2.4.1 加权因素分析 27
2.4.2 不同参数对自适应巡航控制的影响 29
2.4.3 机动车道预测方法分析 31
2.4.4 与动态规划的比较 34
2.4.5 稳定性分析 37
参考文献 39
第3章 基于道路和交通信息的预测巡航控制设计 42
3.1 速度设计中前方车辆的处理 43
3.2 考虑后方车辆运动的速度设计 44
3.2.1 安全距离的计算 44
3.2.2 安全巡航的优化 46
3.3 预测控制理念下的变道方式 46
3.4 仿真结果 47
3.4.1 前方车辆的处理 47
3.4.2 后方车辆的处理 49
3.4.3 复杂的仿真场景 52
参考文献 54
第4章 安全为重的车辆交互预测巡航控制设计 56
4.1 道路交叉口的车辆控制策略 59
4.2 道路交叉口的车辆轨迹预测 61
4.2.1 人工驾驶车辆轨迹预测 61
4.2.2 受控车辆的速度预测 62
4.3 速度剖面的优化设计 62
4.4 仿真结果 64
4.4.1 自动驾驶车辆间的交互情况 64
4.4.2 人工驾驶与自动驾驶车辆间的交互情况 67
参考文献 69
第二部分 交通流分析
第5章 从微观角度分析交通流与巡航控制间的关系 73
5.1 *优解的灵敏度分析 75
5.2 速度剖面的*优化 81
5.3 *优化方法示例 83
参考文献 85
第6章 从宏观角度分析交通流与巡航控制间的关系 86
6.1 多类车辆的交通动态 87
6.2 对交通中预测巡航控制的分析 88
6.3 使用预测控制改善交通流 94
6.4 控制方法示例 95
参考文献 99
第三部分 控制策略
第7章 混合交通流中匝道控制的控制策略 103
7.1 车辆巡航控制对交通流的影响模型 103
7.2 交通系统的稳定性分析 107
7.3 匝道流量和巡航控制车辆的控制策略 108
7.4 仿真结果 109
参考文献 112
第8章 基于MPC的匝道流量协调控制设计 114
8.1 包含巡航控制车辆的交通流建模与分析 115
8.2 基于MPC的协调控制策略 118
8.3 仿真实例 122
参考文献 128
第9章 数据驱动的交通协调控制设计 130
9.1 推荐交通控制系统的架构 131
9.2 基于交通流数据的*优协调策略 133
9.2.1 LS方法的基本原理 133
9.2.2 动态交通流模型 134
9.3 基于极小化极大方法的*优协调策略 136
9.4 仿真实例 140
参考文献 143
第10章 队列行驶系统的巡航控制设计 146
10.1 基于*优化方法的领头车辆速度设计 147
10.2 队列行驶中的车辆控制设计 149
10.2.1 鲁棒控制设计 149
10.2.2 闭环系统的稳定性分析 151
10.3 仿真结果 152
参考文献 155
第11章 预测巡航控制的仿真与验证 157
11.1 车辆模拟器的架构 157
11.2 巡航控制在实际卡车上的实现 161
参考文献 167
附录 A基于模型的LPV鲁棒控制设计概述 168
A.1 LPV系统的控制导向型建模 168
A.2 增益调度H1控制器 170
A.3 LPV系统分析 173
A.4 LPV系统综合 175
A.5 非线性控制器方程 179
附录 B*大受控不变集概述 181
B.1 SOS规划技术的基础知识 181
B.2 连续时间系统受控不变集的计算方法 183
B.3 离散时间系统受控不变集的计算方法 188
B.4 基于LPV的连续时间系统可控集计算方法 191
参考文献 193
彩图
译者序
原书序
常用符号表
第1章 概论 1
1.1 车辆自动控制的研究背景和意义 2
1.2 本书结构 4
参考文献 6
**部分 预测巡航控制
第2章 基于道路信息的预测巡航控制设计 9
2.1 基于坡度和加权因素的速度设计 10
2.1.1 前方路段点的速度控制 11
2.1.2 加权控制策略 14
2.2 车辆巡航控制优化 16
2.2.1 多因素优化问题的处理 17
2.2.2 多因素优化的权衡 18
2.2.3 行驶时间问题的处理 19
2.3 线性变参数控制设计方法 20
2.3.1 面向控制的线性变参数建模 20
2.3.2 基于线性变参数的控制设计 22
2.3.3 闭环控制系统的稳定性分析 23
2.3.4 速度剖面执行程序的架构 25
2.3.5 控制系统的架构 26
2.4 仿真实例 27
2.4.1 加权因素分析 27
2.4.2 不同参数对自适应巡航控制的影响 29
2.4.3 机动车道预测方法分析 31
2.4.4 与动态规划的比较 34
2.4.5 稳定性分析 37
参考文献 39
第3章 基于道路和交通信息的预测巡航控制设计 42
3.1 速度设计中前方车辆的处理 43
3.2 考虑后方车辆运动的速度设计 44
3.2.1 安全距离的计算 44
3.2.2 安全巡航的优化 46
3.3 预测控制理念下的变道方式 46
3.4 仿真结果 47
3.4.1 前方车辆的处理 47
3.4.2 后方车辆的处理 49
3.4.3 复杂的仿真场景 52
参考文献 54
第4章 安全为重的车辆交互预测巡航控制设计 56
4.1 道路交叉口的车辆控制策略 59
4.2 道路交叉口的车辆轨迹预测 61
4.2.1 人工驾驶车辆轨迹预测 61
4.2.2 受控车辆的速度预测 62
4.3 速度剖面的优化设计 62
4.4 仿真结果 64
4.4.1 自动驾驶车辆间的交互情况 64
4.4.2 人工驾驶与自动驾驶车辆间的交互情况 67
参考文献 69
第二部分 交通流分析
第5章 从微观角度分析交通流与巡航控制间的关系 73
5.1 *优解的灵敏度分析 75
5.2 速度剖面的*优化 81
5.3 *优化方法示例 83
参考文献 85
第6章 从宏观角度分析交通流与巡航控制间的关系 86
6.1 多类车辆的交通动态 87
6.2 对交通中预测巡航控制的分析 88
6.3 使用预测控制改善交通流 94
6.4 控制方法示例 95
参考文献 99
第三部分 控制策略
第7章 混合交通流中匝道控制的控制策略 103
7.1 车辆巡航控制对交通流的影响模型 103
7.2 交通系统的稳定性分析 107
7.3 匝道流量和巡航控制车辆的控制策略 108
7.4 仿真结果 109
参考文献 112
第8章 基于MPC的匝道流量协调控制设计 114
8.1 包含巡航控制车辆的交通流建模与分析 115
8.2 基于MPC的协调控制策略 118
8.3 仿真实例 122
参考文献 128
第9章 数据驱动的交通协调控制设计 130
9.1 推荐交通控制系统的架构 131
9.2 基于交通流数据的*优协调策略 133
9.2.1 LS方法的基本原理 133
9.2.2 动态交通流模型 134
9.3 基于极小化极大方法的*优协调策略 136
9.4 仿真实例 140
参考文献 143
第10章 队列行驶系统的巡航控制设计 146
10.1 基于*优化方法的领头车辆速度设计 147
10.2 队列行驶中的车辆控制设计 149
10.2.1 鲁棒控制设计 149
10.2.2 闭环系统的稳定性分析 151
10.3 仿真结果 152
参考文献 155
第11章 预测巡航控制的仿真与验证 157
11.1 车辆模拟器的架构 157
11.2 巡航控制在实际卡车上的实现 161
参考文献 167
附录 A基于模型的LPV鲁棒控制设计概述 168
A.1 LPV系统的控制导向型建模 168
A.2 增益调度H1控制器 170
A.3 LPV系统分析 173
A.4 LPV系统综合 175
A.5 非线性控制器方程 179
附录 B*大受控不变集概述 181
B.1 SOS规划技术的基础知识 181
B.2 连续时间系统受控不变集的计算方法 183
B.3 离散时间系统受控不变集的计算方法 188
B.4 基于LPV的连续时间系统可控集计算方法 191
参考文献 193
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