Dynamical Modeling and Distributed Control of Connected and Automated Vehicles: Challenges and Opportunities
Dynamical Modeling and Distributed Control of Connected and Automated Vehicles: Challenges and Opportunities
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联网和自动化车辆的动态建模和分布式控制：挑战和机遇
DOI：
10.1109/mits.2017.2709781
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发表时间：
2017-07
影响因子：
3.6
通讯作者：
Feng Gao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shengbo Eben Li;Yang Zheng;Keqiang Li;Feng Gao
联网和自动驾驶车辆 (CAV) 的排队预计将对道路交通产生变革性影响，例如增强高速公路安全、改善交通实用性和减少燃料消耗。分布式控制方案仅需要本地信息，是协调多个 CAV 的可扩展方法，无需使用集中式通信和计算。本文从多智能体共识控制的角度出发，引入分解框架对排系统进行建模、分析和设计。在这个框架中，排自然地分解为四个相互关联的组件，即1）节点动态，2）信息流网络，3）分布式控制器和4）几何结构。根据文献调查结果总结出各组件的经典模型；以相同的方式讨论了四个主要性能指标，即内部稳定性、稳定性裕度、弦稳定性和相干性行为。此外，还介绍了典型分布式控制技术的基础，包括线性一致控制、分布式鲁棒控制、分布式滑模控制和分布式模型预测控制。
The platooning of connected and automated vehicles (CAVs) is expected to have a transformative impact on road transportation, e.g., enhancing highway safety, improving traffic utility, and reducing fuel consumption. Requiring only local information, distributed control schemes are scalable approaches to the coordination of multiple CAVs without using centralized communication and computation. From the perspective of multi-agent consensus control, this paper introduces a decomposition framework to model, analyze, and design the platoon system. In this framework, a platoon is naturally decomposed into four interrelated components, i.e., 1) node dynamics, 2) information flow network, 3) distributed controller, and 4) geometry formation. The classic model of each component is summarized according to the results of the literature survey; four main performance metrics, i.e., internal stability, stability margin, string stability, and coherence behavior, are discussed in the same fashion. Also, the basis of typical distributed control techniques is presented, including linear consensus control, distributed robust control, distributed sliding mode control, and distributed model predictive control.
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DOI：
10.1109/cdc.2016.7799333
发表时间：
2016-12
期刊：
2016 IEEE 55th Conference on Decision and Control (CDC)
影响因子：
--
作者：
Yang Zheng;Richard P. Mason;A. Papachristodoulou
通讯作者：
Yang Zheng;Richard P. Mason;A. Papachristodoulou
DOI：
10.1109/acc.2007.4282789
发表时间：
2007-07
期刊：
2007 American Control Conference
影响因子：
--
作者：
E. Shaw;J. Hedrick
通讯作者：
E. Shaw;J. Hedrick
多车辆协作自主系统的改进协议和稳定性分析
DOI：
10.1109/tits.2015.2427198
发表时间：
2015-05
影响因子：
8.5
作者：
Liu, Yonggui;Xu, Bugong
通讯作者：
Xu, Bugong
DOI：
10.1109/cdc.2005.1582948
发表时间：
2005-12
期刊：
Proceedings of the 44th IEEE Conference on Decision and Control
影响因子：
--
作者：
P. Barooah;J. Hespanha
通讯作者：
P. Barooah;J. Hespanha
影响因子：
2.1
作者：
L. Wang;Ali Syed;G. Yin;A. Pandya;Hongwei Zhang
通讯作者：
L. Wang;Ali Syed;G. Yin;A. Pandya;Hongwei Zhang