章军辉等：协同式多目标自适应巡航控制 429 表1控制算法仿真参数 Table 1 Parameters of the CACC platoon KiL T ka ky ITTC do der p 1.0 01 0.02 0.25 -3 5.0 5.0 冬 o Pi WAvI Waides WeI yigma Yi,min 11 0.75 diag(3,3,3) 3.0 0.1 0.01 [5.0,1.0,0.6 [-5.0,-1.0,-0.6 tims limin △4，ms △lmim a Vain 监ax min 0.6 -0.6 0.1 -0.1 [3.0,1.0,0.1] -3.0,-1.0,-0.1下 0.1 -0.1 盖 0.01 -0.01 表2同质车队仿真参数 逐渐变短，有益于改善道路通行能力；而另一方 Table 2 Parameters of the homogeneous platoon 面，随着时距τ取值减小，误差束波动幅度逐步变 Group No. TiL TiD Ti 大，即△d,对时距τ的敏感度渐增 0.40 0 2.0 D 0.40 0 1.5 5[(a) 10 M 0.40 0 1.0 N 0.40 0 0.5 20 40 60 80100120 s 表3异质车队仿真参数 1 10 Table 3 Parameters of the heterogeneous platoon (b) Ti 习 0 Vehicle No. TiL TiD Group I GroupⅡ 20406080100120 0.40 0 1.5 1.5 2 0.40 0 1.5 1.5 3 0.36 0 12 1.2 (c) 0 4 0.36 0 1.2 1.2 5 0.60 0 2.0 1.0 20 40 60 0 100120 s 6 0.60 0 2.0 1.0 0.55 10 7 0 1.8 1.1 r(d) 0.55 0 1.8 1.1 9 0.40 0 1.0 0.5 0 20406080100120 0.40 0 1.0 0.5 时间段内，领车保持加速度为±0.3ms2的舒缓循 图4时距r:对同质车队响应的影响.(a)x=2.0(b)=1.5s(c) t=1.0s:(d)=0.5s 环工况，之后保持速度为20ms的匀速状态 (2)瞬态急加速工况 Fig.4 Homogeneous platoon response with time gap:(a)2.0s (b) =1.5s:(c)=1.0s,(d)=0.5s 领车初始速度为20ms,于仁10s时以1ms2 的加速度急加速至30ms 图5表示在时距τ=1.5s的条件下，选取不同 (3)瞬态急减速工况 权重wa时△d的传播情况.比较易发现，随着目标 领车初始速度为20ms,于=10s时以-2ms2 权重w△d增大，△d传播过程中发生发散现象，表明 的减速度急减速至10ms 车队行驶过程中过于追求追踪性能会影响车队稳 3.1同质车队数字仿真 定性 3.1.1稳态舒缓工况 图6亦表示在同样条件下，选取不同权重w时 图4表示在稳态舒缓工况下选取不同时距τ： △d的传播情况.比较易发现，随着权重w取值增 时△d的传播情况.随着时距τ取值减小，车队总长 大，误差束波动幅度渐增，车队响应时间渐长，表时间段内，领车保持加速度为±0.3 m·s−2 的舒缓循 环工况，之后保持速度为 20 m·s−1 的匀速状态. （2）瞬态急加速工况. 领车初始速度为 20 m·s−1 ，于 t=10 s 时以 1 m·s−2 的加速度急加速至 30 m·s−1 . （3）瞬态急减速工况 领车初始速度为 20 m·s−1 ，于 t=10 s 时以−2 m·s−2 的减速度急减速至 10 m·s−1 . 3.1    同质车队数字仿真 3.1.1    稳态舒缓工况 τi ∆di τi 图 4 表示在稳态舒缓工况下选取不同时距 时 的传播情况. 随着时距 取值减小，车队总长 τi ∆di τi 逐渐变短，有益于改善道路通行能力；而另一方 面，随着时距 取值减小，误差束波动幅度逐步变 大，即 对时距 的敏感度渐增. w∆di ∆di w∆di ∆di 图 5 表示在时距 τi=1.5 s 的条件下，选取不同 权重 时 的传播情况. 比较易发现，随着目标 权重 增大， 传播过程中发生发散现象，表明 车队行驶过程中过于追求追踪性能会影响车队稳 定性. wji ∆di wji 图 6 亦表示在同样条件下，选取不同权重 时 的传播情况. 比较易发现，随着权重 取值增 大，误差束波动幅度渐增，车队响应时间渐长，表 表 1 控制算法仿真参数 Table 1 Parameters of the CACC platoon Ki,L Ts kd kv tTTC d0 dcr p 1.0 0.1 0.02 0.25 −3 5.0 5.0 5 Ncr ϕ0 ρi w∆vi wai,des wci yi,max yi,min 11 0.75 diag(3,3,3) 3.0 0.1 0.01 [5.0,1.0,0.6]T [−5.0,−1.0,−0.6]T ui,max ui,min Δui,max Δui,min υ yi max υ yi min υ ui max υ ui min 0.6 −0.6 0.1 −0.1 [3.0,1.0,0.1]T [−3.0,−1.0,−0.1]T 0.1 −0.1 υ ∆ui max υ ∆ui min 0.01 −0.01 表 2    同质车队仿真参数 Table 2    Parameters of the homogeneous platoon Group No. Ti,L Ti,D τi Ⅰ 0.40 0 2.0 Ⅱ 0.40 0 1.5 Ⅲ 0.40 0 1.0 Ⅳ 0.40 0 0.5 表 3    异质车队仿真参数 Table 3    Parameters of the heterogeneous platoon Vehicle No. Ti,L Ti,D τi Group Ⅰ Group Ⅱ 1 0.40 0 1.5 1.5 2 0.40 0 1.5 1.5 3 0.36 0 1.2 1.2 4 0.36 0 1.2 1.2 5 0.60 0 2.0 1.0 6 0.60 0 2.0 1.0 7 0.55 0 1.8 1.1 8 0.55 0 1.8 1.1 9 0.40 0 1.0 0.5 10 0.40 0 1.0 0.5 t/s (a) 0 20 40 60 80 100 120 −5 0 5 (b) (c) (d) Δdi/m t/s 0 20 40 60 80 100 120 −5 0 5 Δdi/m t/s 0 20 40 60 80 100 120 −5 0 5 Δdi/m t/s 0 20 40 60 80 100 120 −5 0 5 Δdi/m 1 10 1 10 1 10 1 10 图 τi  4    时距 对同质车队响应的影响. （a）τi=2.0 s；（b）τi=1.5 s；（c） τi=1.0 s；（d）τi=0.5 s Fig.4 τi    Homogeneous platoon response with time gap : (a) τi=2.0 s; (b) τi=1.5 s; (c) τi=1.0 s; (d) τi=0.5 s 章军辉等： 协同式多目标自适应巡航控制 · 429 ·