考慮通信延時的貨車隊列縱向控制優化 徐志剛 田彬 張宇琴 9787030779670 【台灣高等教育出版社】

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書名：考慮通信延時的貨車隊列縱向控制優化
ISBN：9787030779670
出版社：科學
著編譯者：徐志剛 田彬 張宇琴
頁數：157
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1724200
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內容簡介

本書全面探討了通信延時對車輛隊列穩定性的影響及其補償策略。本書分為七章，每章針對不同的主題深入分析，涵蓋了從理論概念到實際應用的各個方面。主要包括節點動力學、隊列幾何構型、信息流拓撲結構和分散式控制器、穩定性相關的理論和判據以及通信延遲對穩定性的影響和可能的補償方法；通信延時對隊列穩定性的具體影響，通過數值分析和模擬驗證，對比不同通信延時條件下的隊列穩定性表現；基於粒子群優化的控制器增益動態調整方法，通過模擬實驗展示不同增益設置對車輛隊列穩定性的影響；利用長短時記憶網絡重構加速度信息的方法，以及長短時記憶網絡在車輛隊列控制中的應用，通過多種交通場景的模擬測試評估性能；基於模型預測控制的通信延時補償方法，展示了模型預測控制和長短時記憶網絡結合的先進控制策略在實際應用中的有效性；基於遺傳算法的控制器平滑切換方法，通過模擬實驗驗證該方法在不同交通情境下的效果。最後基於實際的車輛台架測試，對比實驗與模擬的結果，深入分析在正弦振蕩場景下車輛隊列穩定性的表現。 整體來看，本書為車輛隊列控制和穩定性研究提供了理論基礎和實踐指導，特別適用於工程師、研究人員和學生，幫助他們理解並解決實際交通系統中的穩定性問題。

作者簡介

徐志剛，博導，長安大學信息工程學院副院長，「長安學者」AI崗特聘教授，國家「萬人計劃」科技創新領軍人才，交通運輸部中青年科技創新領軍人才，陝西省傑出青年科學基金項目負責人，並獲得陝西省青年科技獎和中國交通教育優秀教師獎。主要從事智能交通系統分析與優化、車聯網與自動駕駛、車路協同、車輛智能診斷等領域的研究。在行業主流期刊上發表論文120餘篇，其中ESI熱點論文1篇，ESI高被引論文4篇，2018年至今被谷歌學術引用超過4000次（H指數為28）。2023年入選美國斯坦福大學頒布的《全球前2%頂尖科學家榜單》。撰寫專著3部，獲得美國授權專利3項，中國發明專利20餘項，獲批國家和行業標準立項3項。先後獲得國家科技進步獎二等獎2項、陝西省科學技術一等獎3項、三等獎1項，研究成果在我國多個省份落地應用，產生良好經濟社會效益。

目錄

叢書序
前言
第1章 緒論
1 1 引言
1 2 車輛隊列相關概念
1 2 1 節點動力學
1 2 2 隊列幾何構型
1 2 3 信息流拓撲結構
1 2 4 分散式控制器
1 3 穩定性相關概念及判據
1 4 通信延時對車輛隊列穩定性的影響
1 5 通信延時補償策略
1 5 1 優化通信網絡結構
1 5 2 重構加速度信息
1 5 3 整定控制器增益
1 5 4 構建多分支選擇結構
1 5 5 改進控制器
1 6 結論
第2章 通信延時對隊列穩定性的影響
2 1 引言
2 2 相關工作
2 3 問題陳述
2 3 1 車輛縱向動力學
2 3 2 一般線性CACC控制律
2 3 3 弦穩定性判定
2 4 通信延時邊界數值分析
2 4 1 一種確認通信延時邊界的數值方法
2 4 2 隊列參數對弦穩定區的影響
2 4 3 與以前的研究比較
2 5 模擬驗證
2 5 1 模擬配置
2 5 2 交通場景
2 5 3 模擬結果
2 6 結論
第3章 基於PSO的控制器增益動態調整方法
3 1 引言
3 2 相關工作
3 3 問題陳述
3 3 1 車輛動力學模型
3 3 2 控制器選擇
3 3 3 通信延時對串穩定性的影響
3 4 方法論
3 4 1 整體架構
3 4 2 目標函數
3 4 3 生成頭車加速度曲線
3 4 4 基於改進粒子群的增益整定算法
3 5 實驗模擬
3 5 1 靜態參考增益和兩種動態最優增益的定性對比實驗
3 5 2 基於正弦曲線和綜合曲線找到的最優增益的定量對比實驗
3 5 3 不同優化算法的對比實驗
3 6 本章小結
第4章 基於LSTM的加速度信息重構方法
4 1 引言
4 2 相關工作
4 3 問題陳述
4 3 1 車輛動力學模型
4 3 2 串穩定性分析
4 3 3 原始控制
4 3 4 CACC的好處
4 3 5 通信延時對CACC的負面影響
4 4 LSTM控制
4 4 1 LSTM預測和控制的架構
4 4 2 LSTM神經網絡模型
4 5 性能評估
4 5 1 交通場景
4 5 2 模擬設置和指標
4 5 3 LSTM、RNNs和GRUs的預測精度
4 5 4 模擬結果
第5章 基於模型預測控制的CACC系統通信延時補償方法
5 1 引言
5 2 協同式自適應巡航控制系統建模
5 2 1 車輛間距策略
5 2 2 MPC縱向控制器
5 3 系統弦穩定性量化指標定義
5 3 1 2范數弦穩定性條件
5 3 2 無窮范數弦穩定性條件
5 3 3 弦穩定性量化指標定義
5 4 級聯式MPC-PVAT方法設計
5 4 1 MPC優化求解方法
5 4 2 MPC-PVAT方法
5 5 基於LSTM的通信延時補償方法
5 5 1 LSTM預測模型
5 5 2 MPC-LSTM方法
5 6 模擬結果評估
5 6 1 基於正弦型運動工況的模擬測試
5 6 2 基於NGSIM數據的模擬測試
5 7 結語
第6章 基於遺傳算法的控制器平滑切換方法
6 1 控制器切換方法
6 2 基於遺傳算法的控制器切換
6 2 1 遺傳算法原理
6 2 2 控制器平滑切換方法
6 3 模擬實驗
6 3 1 模擬平台介紹
6 3 2 模擬實驗設置
6 3 3 模擬結果
6 4 本章小結
第7章 基於台架的車輛隊列穩定性測試與分析
7 1 硬體及參數配置
7 2 車輛隊列穩定性校正
7 2 1 實驗場景設計
7 2 2 測試結果分析
7 3 正弦振蕩場景下車輛隊列穩定性測試與分析
7 3 1 實驗場景設計
7 3 2 測試結果分析
7 4 台架測試與模擬測試對比分析
參考文獻
《交通與數據科學叢書》書目
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