【正文】 間依然保持彼此穩(wěn)定的相對位置?；谔摂M結(jié)構(gòu)的方法很容易指定車輛群體的行為，并取得較高精度的軌跡跟蹤效果?？刂品椒ㄖ?，對于整個群體中的每兩個體組成一對，設(shè)定一個為領(lǐng)航者，另一個為它的跟隨者，設(shè)定跟隨者與領(lǐng)航者之間的期望的相對距離。⑷ 模型預(yù)測法(MPC） 還有一種既是模型預(yù)測法(MPC），模型預(yù)測控制考慮了動態(tài)環(huán)境的變化和過程的不確定性，用反復(fù)進行有限優(yōu)化的方法，使預(yù)測控制在過程中實現(xiàn)優(yōu)化與反饋的理想結(jié)合。通過隊形控制率，漸近追蹤運行軌跡，從而維持期望隊形。下面將對其中存在的不足進行總結(jié): (1)目前對于車隊的控制一般分為縱向控制、橫向控制和縱向橫向的綜合控制三種。而對車輛等的編隊控制具有十分重要的實際應(yīng)用價值，因此，在研究車輛等的編隊控制中，應(yīng)考慮其本身的運動學(xué)及力學(xué)關(guān)系建立模型，設(shè)計適合的控制器。并采用李亞普洛夫穩(wěn)定性分析法對車輛以及車隊的模型進行分析研究。在控制器的設(shè)計中著重考慮編隊系統(tǒng)對外界干擾的魯棒性,并且要求具有較好的控制品質(zhì)，充分地滿足車隊控制的要求，使整個車隊保持期望的隊形行使。本章首先建立單個車輛的運動模型，在考慮車輛轉(zhuǎn)向角及自身約束關(guān)系的情況下，結(jié)合跟隨領(lǐng)航者的編隊控制方法，對簡單車隊模型進行分析。因此在建立跟隨車輛和領(lǐng)隊車輛的運動學(xué)模型之前，本節(jié)先將針對單個四輪車輛結(jié)構(gòu)分析車輛的約束關(guān)系。v和w分別表示為車輛運動的縱向速度和橫向速度。本節(jié)將采用跟隨領(lǐng)航者的方法建立車隊系統(tǒng)模型。 其中：為跟隨車輛前輪中心到領(lǐng)隊車輛后輪中心的距離，表示跟隨車輛與領(lǐng)隊車輛的相對距離。同樣實際的車隊行駛過程中，跟隨車輛和領(lǐng)隊車輛的隊形關(guān)系可由跟隨車輛與領(lǐng)隊車輛之間實際的相對距離L和相對角度甲來描述。 為跟隨車輛的橫向速度；： （）利用三角關(guān)系可以得出：（） 并令： （） 所以： （） （） （）通過變形得： （）⒉ 跟隨車輛的位置誤差: （）根據(jù)： () 另外存在： （） 另外設(shè)： ； （） ； （）由式（23）可得： （） 根據(jù)（）（）（）（）（）()可得到領(lǐng)航者跟隨者誤差系統(tǒng)為： （） 對（）求導(dǎo)可得： (） 本章小結(jié)本章主要研究了領(lǐng)航者跟隨者的自主車隊模型建立過程。最后在本章還建立了的車輛控制系統(tǒng)的誤差模型，為后面進行穩(wěn)定性分析做好準備。 前提條件假設(shè) 首先，在給出設(shè)計車輛控制器之前，應(yīng)對系統(tǒng)中各狀態(tài)作出如點假設(shè)條件:假設(shè)1:領(lǐng)隊車輛和跟隨車輛的運動狀態(tài)都完全可知。假設(shè)5:跟隨車輛與領(lǐng)隊車輛之間的保持實時通信，并且信息交換不存在延時等問題。根據(jù)控制器所得到的加速度去控制跟隨車輛1的速度和位置 ，從而很好的控制車輛1與跟隨車輛之間的相對距離和相對角度。 采用Lyapunov分析法設(shè)計控制器 基于Lyapunov控制原理的結(jié)構(gòu)框圖，其中給出了控制器和 的表達式。選擇李亞普洛夫函數(shù)為： （）從上述Lyapunov函數(shù)形式可明確看出 并且只有在 時， 。如果變換j是全局的，即u=Rn,則稱為全局反饋線性化[19]?？傊答伨€性化方法是一種有效的解決非線性系統(tǒng)控制的方法。 由式（）（）（）（）（）可得： (） （） 本章采用Lyapunov分析方法和反饋線性化分析方法設(shè)計跟隨車輛控制器以控制輸入量 和 使車隊誤差系統(tǒng)穩(wěn)定，保持車隊穩(wěn)定，使車隊按預(yù)期的隊形前進。Simulink的仿真是交互式的,用戶在建立系統(tǒng)模型后可以隨時改變系統(tǒng)參數(shù),并可以觀察參數(shù)改變后的仿真結(jié)果或?qū)⒔Y(jié)果儲存于工作空間中。但是S函數(shù)實質(zhì)上是具有特殊調(diào)用格式的MATLAB函數(shù),缺乏實現(xiàn)算法靈活性和簡潔性,不適用于非專業(yè)用戶,MATLAB7本文的仿真采用模擬量的形式進行仿真而不是采用數(shù)字量[16]。當取值不同時，跟隨車輛與領(lǐng)隊車輛的位置關(guān)系將出現(xiàn)各種不同情況。第一個subsystenm的具體結(jié)構(gòu)： Subsystem內(nèi)部結(jié)構(gòu)Subsystem1的具體結(jié)構(gòu)為： Subsystem1內(nèi)部結(jié)構(gòu)Subsystem2的具體結(jié)構(gòu)為： Subsystem2內(nèi)部結(jié)構(gòu)Subsystem3的具體結(jié)構(gòu)為： Subsystem3內(nèi)部結(jié)構(gòu)Subsystem4的具體結(jié)構(gòu)為： Subsystem4內(nèi)部結(jié)構(gòu)Subsystem5的具體結(jié)構(gòu)為：。 跟隨車輛與領(lǐng)隊車輛橫向位置誤差曲線圖 跟隨車輛與領(lǐng)隊車輛的角度誤差曲線 ,：跟隨車輛與領(lǐng)隊車輛縱向位置誤差跟隨車輛與領(lǐng)隊車輛橫向位置誤，跟隨車輛與領(lǐng)隊車輛的角度誤差在20秒左右達到峰值，但最終能夠回到零，說明控制器控制性能很好，參數(shù)選擇合理。圖 反饋線性化控制系統(tǒng)Subsystem5內(nèi)部結(jié)構(gòu)： 跟隨車輛縱向速度曲線 ：在20秒之前，跟隨車輛的縱向速度無法跟隨領(lǐng)隊車輛，有較大的誤差，但最終能夠跟隨，可看出基于反饋線性化方法所設(shè)計的控制器控制效果不是很理想。 本章小結(jié)本章主要對車輛控制系統(tǒng)進行了仿真研究，并通過仿真曲線的形式驗證了控制器的控制效果。第五章 結(jié) 論本文主要針對自主車隊的隊形控制問題進行了大量研究，做了以下幾方面的工作:（1）本文在領(lǐng)航者跟隨者編隊控制方法的基礎(chǔ)上，考慮車輛自身的運動學(xué)約束關(guān)系，建立了跟隨車輛和領(lǐng)隊車輛之間的運動學(xué)模型。（3）將跟蹤控制器擴展到i輛車的車隊中,通過獲取車隊當前狀態(tài)信息，將其作為控制輸入，按照各種隊形要求對車隊進行控制。尤其是當領(lǐng)隊車輛出現(xiàn)故障時，可能導(dǎo)致整個車隊癱瘓，因此考慮變換車隊跟隨關(guān)系來實現(xiàn)車隊隊形控制，將使整個車隊的控制功能更加完整和強大。老師淵博的學(xué)術(shù)知識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易近人的人格魅力和對學(xué)生的嚴格要求，都給我們營造了一種良好的學(xué)習(xí)氛圍，我耳濡目染，受益匪淺。與此同時向沈陽化工大學(xué)的全體老師表示誠摯的謝意!同時也很感激在這次畢業(yè)設(shè)計給予過我?guī)椭暮门笥咽Y博和張姣同學(xué)，正因為有你們的幫助，我才能更順利的完成本設(shè)計。Khawaja M Yahya， APProachusing FullState Linearization via Dynamie Feedbaek. The ZndIntemational Confereneeon EmergingTeehnologies，Peshawar，Pakistan，November 2006:13一14.[2]Jun Yan，Robert Control and Information Arehiteeture. ProeeedingOf the 42 nd IEEE Conferenee on Deeisionand Control，Hawaii，2003:3919一3923.[3]Furnin Zhang，Miehael Goldgeier， Small Formations Usinamp。[11]王沫然北京:清華大學(xué)出版社, 2002：137—157.[13]姚俊,馬松輝0/SIMULINK 6陳蔭三譯. 北京: 人民交通出版社, .[16]李笑，張新敏，王輝北京：北京大學(xué)出版社，2006:241—251.[18]余志生北京：北京大學(xué)出版社，2005:123—149