基于四元素构架的车辆队列动力学建模与分布式控制
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 引言 | 第9-22页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第9-12页 |
| 1.1.1 车辆队列系统概述 | 第9-11页 |
| 1.1.2 多智能体系统介绍 | 第11-12页 |
| 1.2 车辆队列的研究动态 | 第12-20页 |
| 1.2.1 车辆节点动力学 | 第14-15页 |
| 1.2.2 信息流拓扑结构 | 第15-17页 |
| 1.2.3 队列的几何构型 | 第17页 |
| 1.2.4 分布式控制器 | 第17-18页 |
| 1.2.5 队列的性能分析 | 第18-20页 |
| 1.3 本文研究内容 | 第20-22页 |
| 第2章 车辆队列的四元素模型构建 | 第22-37页 |
| 2.1 四元素模型的构架概述 | 第22-23页 |
| 2.2 四元素模型的数学建模 | 第23-32页 |
| 2.2.1 节点动力学建模 | 第23-25页 |
| 2.2.2 信息流拓扑结构描述 | 第25-30页 |
| 2.2.3 队列几何构型建模 | 第30-31页 |
| 2.2.4 分布式控制器设计 | 第31-32页 |
| 2.3 四元素模型的典型应用 | 第32-36页 |
| 2.3.1 时延一致线性队列建模 | 第32-33页 |
| 2.3.2 匀质线性队列系统建模 | 第33-34页 |
| 2.3.3 匀质队列的非对称控制 | 第34-36页 |
| 2.4 本章小结 | 第36-37页 |
| 第3章 线性匀质队列的闭环稳定性理论 | 第37-73页 |
| 3.1 控制器增益的稳定区域分析 | 第37-42页 |
| 3.1.1 线性匀质队列的闭环动力学方程 | 第37-38页 |
| 3.1.2 正实信息流拓扑结构分析 | 第38-40页 |
| 3.1.3 控制器增益稳定性区域 | 第40-42页 |
| 3.2 双向拓扑结构下稳定裕度分析 | 第42-47页 |
| 3.3 稳定裕度的两种改善方法 | 第47-55页 |
| 3.3.1 信息流拓扑结构选取 | 第47-51页 |
| 3.3.2 非对称控制器设计 | 第51-55页 |
| 3.4 基于Riccati方程的稳定控制器设计 | 第55-60页 |
| 3.4.1 时延为零时线性控制器增益设计 | 第55-57页 |
| 3.4.2 时延一致时线性控制器增益设计 | 第57-60页 |
| 3.5 数值仿真分析 | 第60-71页 |
| 3.5.1 控制器参数稳定区域仿真 | 第60-62页 |
| 3.5.2 双向拓扑下稳定裕度仿真 | 第62-64页 |
| 3.5.3 稳定裕度的改进方法仿真 | 第64-69页 |
| 3.5.4 稳定性控制器设计的仿真 | 第69-71页 |
| 3.6 本章小结 | 第71-73页 |
| 第4章 线性匀质队列的鲁棒性能分析 | 第73-92页 |
| 4.1 扰动工况的队列动力学建模 | 第73-76页 |
| 4.1.1 队列动力学的时域模型构建 | 第73-74页 |
| 4.1.2 队列动力学的频域模型构建 | 第74-75页 |
| 4.1.3 鲁棒性能指标定义 | 第75-76页 |
| 4.2 单向级联拓扑结构下队列的鲁棒性能分析 | 第76-83页 |
| 4.2.1 前车跟随式结构 | 第76-80页 |
| 4.2.2 领航者 -前车跟随式结构 | 第80-83页 |
| 4.3 双向拓扑结构下队列的鲁棒性能分析 | 第83-85页 |
| 4.4 数值仿真分析 | 第85-91页 |
| 4.4.1 单向级联结构的仿真 | 第86-88页 |
| 4.4.2 双向拓扑结构的仿真 | 第88-91页 |
| 4.5 本章小结 | 第91-92页 |
| 第5章 车辆队列的预测控制器设计 | 第92-111页 |
| 5.1 非线性车辆队列的建模 | 第92-93页 |
| 5.2 分布式模型预测控制器设计 | 第93-97页 |
| 5.2.1 分布式模型预测控制概述 | 第94页 |
| 5.2.2 单节点优化问题设计 | 第94-96页 |
| 5.2.3 控制器算法流程 | 第96-97页 |
| 5.3 车辆队列的渐近稳定性分析 | 第97-104页 |
| 5.3.1 终端约束分析 | 第97-100页 |
| 5.3.2 单个节点代价函数分析 | 第100-103页 |
| 5.3.3 全部节点代价函数分析 | 第103-104页 |
| 5.3.4 渐近稳定性定理 | 第104页 |
| 5.4 数值仿真分析 | 第104-110页 |
| 5.4.1 数值仿真参数设置 | 第105-107页 |
| 5.4.2 工况 1：初始扰动仿真 | 第107-108页 |
| 5.4.3 工况 2：前车加速仿真 | 第108-110页 |
| 5.5 本章小结 | 第110-111页 |
| 第6章 结论与展望 | 第111-113页 |
| 6.1 研究结论 | 第111-112页 |
| 6.2 未来研究展望 | 第112-113页 |
| 参考文献 | 第113-122页 |
| 致谢 | 第122-124页 |
| 附录A 矩阵理论相关结论 | 第124-132页 |
| 附录B 控制理论相关结论 | 第132-137页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第137-138页 |
