Fortschritte im Automobilbau
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Abstrakt

Demonstration der Störungsausbreitung im Verkehrsfluss zur Verbesserung des Fahrzeug-Platoon-Steuerungssystems

Kim Jong-un

Die Ausbreitung von Störungen und die Stabilität der Fahrzeugkette eines großen Fahrzeugzuges, der einen Teil des Verkehrsflusses bildet, hängen eng mit Verkehrsstoßwellen und -schwingungen zusammen. In dieser Hinsicht sollten die Konzepte zur Schätzung und Vorhersage der Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Stoßwellen und Staus berücksichtigt werden, um eine Steuerungsstrategie für sichere Bedingungen ohne Kollisionen zu entwickeln, selbst wenn der Stau in einer instabilen Kette des großen Zuges verstärkt wird. Dies bedeutet, dass ein fortschrittlicher Ansatz für eine Fahrzeugfolgesteuerungsstrategie, der eine Zeitverzögerung und Nichtlinearitätsbegriffe umfasst, zur Verbesserung der Fahrzeugzugsteuerung (VPC) und der Systemrobustheit erforderlich ist. In dieser Untersuchung haben wir die Auswirkungen des Phänomens der Ausbreitung von Störungen auf die Verkehrsflussstabilität nachgewiesen. Die Verkehrsflussstoßwellen und -schwingungen werden sowohl anhand makroskopischer als auch mikroskopischer Ansätze interpretiert. Wir diskutieren auch, wie sich das Phänomen auf VPC-Systeme basierend auf dem optimalen Geschwindigkeitsmodell (OVM) auswirkt, einem fortschrittlichen Fahrzeugfolgemodell. Darüber hinaus verbessern wir das OVM, das als erweitertes OVM bezeichnet wird, indem wir einen Term für die Verzögerungszeit einschließen und eine Beschleunigungsrandbedingung festlegen, um das VPC-System zu verbessern und seine Robustheit sicherzustellen. In diesem Artikel wird das Design eines robusten verteilten Zustandsrückkopplungsreglers im diskreten Zeitbereich für homogene Fahrzeugkolonnen mit ungerichteten Topologien vorgestellt, deren Dynamik externen Störungen und zufälligen einzelnen Paketverlustszenarien ausgesetzt ist. Ein linearer Matrixungleichungsansatz (LMI) wird verwendet, um die Steuerverstärkungen so zu entwickeln, dass eine beschränkte H∞-Norm garantiert ist. Darüber hinaus wird eine Untergrenze des Robustheitsmaßes, bezeichnet als γ-Verstärkung, analytisch für zwei Kolonnenkommunikationstopologien abgeleitet, nämlich die bidirektionale Vorgängerfolge (BPF) und die bidirektionale Vorgängerführerfolge (BPLF). Es wird gezeigt, dass die γ-Verstärkung stark von der Kommunikationstopologie beeinflusst wird und drastisch abnimmt, wenn die Informationen des Anführers an alle Verfolger gesendet werden. Schließlich zeigen numerische Ergebnisse die Fähigkeit der vorgeschlagenen Methodik, das Platoon-Steuerungsziel für die BPF- und BPFLF-Topologie bei zufälligem Einzelpaketverlust durchzusetzen.