基于通信概率不确定Markov跳变模型的自主车队协同控制系统有限时间控制研究

With the highlights of road traffic accidents and road congestion problem,intelligent transportation become a hot spot. Aiming at the scientific problem of the control performance degradation or even unstability in finite time induced by the limited bandwidth in autonomic convoy system,the Markov model, the selection mechanism for Markovian uncertain transition probabilities, and the finite time the following control,turning and emergency brake control of autonomous vehicle platoon are focused in this project.The discrete, bounded Markov chain is applied to depict the dynamic and random characteristics of the limited bandwidth,and the limited bandwidth autonomous team control system Markov model is setted up. The selection mechanism for Markovian uncertain transition probabilities is studied by combining with Markovian jump systems theory and robust uncertainty control theory, and the internal relationship between the Markovian uncertain transition probabilities and the closed-loop autonomous vehicle platoon performance is revealed.Safety performances of autonomous vehicle platoon (such as stability, convergence and bidirectional string stability) are analyzed using flocking theory, stochastic Markov process and data scheduling technology. Considering the strong time strong constraint and the limitation of space constraints for the braking control, fast convergence of vehicle platoon under communication constrains is further investigated through non-smooth consensus approach.Research results will provide new ideas for modeling the autonomous vehicle platoon and will put forward higher coordination control new scheme with better, faster and better safety performance, which provides an new intelligent control technology for intelligence transportation systems.So studying cooperative platoon control theory and developing the corresponding technology have the great theory value and urgently practical requirements.

随着交通事故和道路拥塞问题的凸显，智能交通成为热点。针对带宽受限导致自主车队系统在有限时间内控制性能下降与失稳问题，项目开展带宽受限自主车队系统Markov建模、Markov跳变概率不确定对系统性能的影响机制和有限时间跟随、转弯、急刹车控制等三方面进行研究。采用离散有限模态Markov链刻画随机受限带宽，建立带宽受限自主车队系统Markov模型；结合Markov系统理论及鲁棒控制，探索概率不确定机理，揭示影响自主车队系统性能的本质；采用聚集理论、Markov过程和调度技术等分析车队协同安全控制性能（稳定性，收敛速度，弦稳定性）。考虑到急刹车时受强时间约束和强空间约束限制，采用非光滑一致性方法优化车队收敛速度。研究结果将为车队系统建模提供新思路，提出安全性能好、速度快和自主性高等协同控制新方案，为实现智能交通提供一套容易应用于辅助驾驶的智能控制新技术。具有重大的理论意义和迫切的现实需求。

随着交通事故和道路拥塞问题的凸显，智能交通成为热点。针对带宽受限导致自主车队系统在有限时间内控制性能下降与失稳问题，项目开展带宽受限自主车队系统Markov建模、Markov跳变概率不确定对系统性能的影响机制和有限时间跟随、转弯、急刹车控制等三方面进行研究。采用离散有限模态Markov链刻画随机受限带宽，建立带宽受限自主车队系统Markov模型；揭示影响自主车队系统性能的本质；分析车队协同安全控制性能（稳定性，收敛速度，弦稳定性）。考虑到急刹车时受强时间约束和强空间约束限制，采用非光滑一致性方法优化车队收敛速度。研究结果将为车队系统建模提供新思路，提出安全性能好、速度快和自主性高等协同控制新方案，为实现智能交通提供一套容易应用于辅助驾驶的智能控制新技术。具有重大的理论意义和迫切的现实需求。.围绕自主车辆系统做了一系列相关问题的科学探讨。.1、针对车辆间的网络通信进行了对马尔可夫跳变参数对系统的影响的研究，为实际网络通讯拓扑提供了新的思路。.2、针对多车辆系统的协同控制问题进行了一系列的探索研究。.1).基于观测器的车队协同自主控制方法。.2).具有时延的自主车队的一致性问题。.3).视觉-惯性测臭系统的姿态估计，尝试为自主车辆提供算法支持。.4).小型无人直升机的模型预测控制算法研究，为自主车辆系统提供算法支持。.5).基于异质自主车队的燃油效率优化和车辆安全控制。.6).基于异质自主车队的多目标优化控制。.7).高速公路行驶的自主车辆的生态协同前瞻控制。.8).基于交通传感网的交叉口信号自适应控制。.9).在随机发生的混合数据攻击下时变信息物理系统的H∞输出反馈控制。.10).具有时延的自主车辆系统的内部稳定性和弦稳定性。.11).基于新的时距策略的网络化自主车队的跟随控制方法。.12).基于事件触发的网络化自主车队调度与协同控制方法。.13).领头车受到干扰情况下的分布式跟踪问题。.通过此项目的研究，负责人成功的做出了适合自己的科研方向：群体机器人的自主协同控制，并以此项目为基础正在主持承担国防科创项目。