空气流动阻力下非线性车辆队列最优能耗控制方法

来源：计算机测量与控制杂志2022年第1期北京时间：

作者：闫茂德,杜正源,左磊

单位：长安大学 电子与控制工程学院

摘要：为了优化车辆队列在长距离行驶过程中的能源消耗，对空气流动阻力下车辆队列能耗优化间距策略以及相应的队列控制方法进行了研究。首先根据车辆队列在行驶过程中受到的空气流动阻力，建立基于异构风阻系数的车辆动力学模型。其次，设计基于滑模控制的非线性车辆队列控制方法，使其能够在不同风阻系数下稳定地收敛到期望的车辆队列。在此基础上，构建稳态下车辆队列能量消耗评价模型，并通过优化分析，计算能量消耗最优下的车辆队列期望车间距。最后通过数值仿真的手段验证所提控制方法的有效性与可行性。该结果表明：所设计的控制器能够使整个车辆队列达到期望的控制效果；得到的最优车间距能够使得特定条件下车辆队列稳态能量消耗降低。

关键词：车辆队列控制;风阻系数;车辆间距;能量消耗;队列稳定

基金资助：国家自然科学基金青年项目(51909008，61803040)，中国博士后科学基金面向项目(2021M692740)。