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Abstrait

Démonstration de la propagation des perturbations dans la circulation pour l'amélioration du système de contrôle des pelotons de véhicules

Jinsoo Kim

La propagation des perturbations et la stabilité des chaînes d'un grand peloton de véhicules constitué d'une partie du flux de circulation sont étroitement liées aux ondes de choc et aux oscillations du trafic. À cet égard, les concepts d'estimation et de prédiction des vitesses de propagation des ondes de choc et de la congestion doivent être pris en compte afin d'établir une stratégie de contrôle pour des conditions sécuritaires sans collisions même lorsque la congestion est amplifiée dans une chaîne instable du grand peloton. Cela signifie qu'une approche avancée pour une stratégie de contrôle de suivi de voiture, qui inclut des termes de retard et de non-linéarité, est nécessaire pour l'amélioration du contrôle de peloton de véhicules (VPC) et de la robustesse du système . Dans cette recherche, nous avons démontré l'effet du phénomène de propagation des perturbations sur la stabilité des flux de circulation. L'onde de choc et l'oscillation du flux de trafic sont interprétées en termes d'approches à la fois macroscopiques et microscopiques. Nous discutons également de la façon dont le phénomène affecte les systèmes VPC basés sur le modèle de vitesse optimale (OVM), qui est un modèle avancé de suivi de voiture. De plus, nous améliorons l'OVM, appelé OVM avancé, en incluant un terme pour le temps de retard et en mettant en place une condition aux limites d'accélération afin d'améliorer le système VPC et d'assurer sa robustesse. Cet article présente la conception d'un contrôleur robuste à retour d'état distribué dans le domaine du temps discret pour des pelotons de véhicules homogènes avec des topologies non orientées, dont la dynamique est soumise à des perturbations externes et dans un scénario de perte aléatoire d'un seul paquet. Une approche d'inégalité matricielle linéaire (LMI) est utilisée pour concevoir les gains de contrôle de telle sorte qu'une norme H∞ bornée soit garantie. De plus, une borne inférieure de la mesure de robustesse, appelée gain γ, est dérivée analytiquement pour deux topologies de communication de peloton, à savoir le suivi bidirectionnel du prédécesseur (BPF) et le suivi bidirectionnel du prédécesseur (BPLF). Il est montré que le gain γ est fortement affecté par la topologie de communication et diminue considérablement lorsque les informations du leader sont envoyées à tous les suiveurs. Finalement, les résultats numériques démontrent la capacité de la méthodologie proposée à imposer l'objectif de contrôle de peloton pour la topologie BPF et BPLF sous chute aléatoire d'un seul paquet.