Стратегия быстрого управления сходимостью ведомых автомобилей в колоннах с кооперативным адаптивным круиз-контролем

Анализ временных задержек в управляющих сигналах имеет важное значение для систем, работающих через беспроводные коммуникационные сети. Представлена новая стратегия управления системами кооперативного адаптивного круиз-контроля, основанная на методе устойчивости Ляпунова. Предложен подход, использующий свойства однородных систем для обеспечения быстрой сходимости, что гарантирует безопасную дистанцию между транспортными средствами в колонне, оснащенной такими системами круизконтроля. Результаты моделирования демонстрируют, что предложенный подход к управлению обеспечивает более высокую скорость сходимости и улучшенные показатели функционирования системы по сравнению с эталонными контроллерами, включая традиционные линейные контроллеры, и превосходит существующие методы, основанные на неявной функции Ляпунова.

1. Hirche S., Buss. M. Human-oriented control for haptic teleoperation // Proc. of the IEEE. 2012. Vol. 100, N 3. P. 623–647.

2. Fridman E. Tutorial on Lyapunov-based methods for time-delay systems // European Journal of Control. 2014. Vol. 20, N 6. P. 271–283.

3. Fridman E. Introduction to Time-Delay Systems: Analysis and Control. Springer, 2014.

4. Hua C. C., Liu X. P. Delay-dependent stability criteria of teleoperation systems with asymmetric time-varying delays // IEEE Trans. on Robotics. 2010. Vol. 26, N 5. P. 925–932.

5. Zimenko K., Effimov D., Polyakov A., Kremlev A. Independent of delay stabilization using implicit Lyapunov function method // Automatica. 2019. Vol. 101. P. 103–110.

6. Lefeber E., Ploeg J., Nijmeijer H. Cooperative adaptive cruise control of heterogeneous vehicle platoons // IFACPapersOnLine (21st IFAC World Congress). 2020. Vol. 53, N 2. P. 15217–15222.

7. Wu L., Yang J., Han C., Liu L., Sun D. Model predictive cruise control of heterogeneous vehicle systems // Chinese Control and Decision Conf. (CCDC). 2019. P. 6131–6136.

8. Tang J., Xu J., Liu L. Robust h∞ MPC method for heterogeneous CACC system with communication delay // Measurement Science and Technology. 2025. Vol. 36. P. 056210.

9. Tan Y., Zhang K. Real-time distributed cooperative adaptive cruise control model considering time delays and actuator lag // Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. 2022. Vol. 2676. P. 036119812210917.

10. Lan J., Zhao D., Tian D. Low-latency robust MPC for CACC under variable road geometry // IFAC-PaperOnLine (21st IFAC World Congress). 2020. Vol. 53, N 2. P. 15116–15121.

11. Zhang C., Liu Y., Li Z. The stability for CACC system with time delays and reconstitution information of vehicles for compensating delays based on Bi-LSTM //Vehicular Communications. 2025. Vol. 51. P. 100868.

12. Gao H., Yen C. C., Zhang M. DRL based platooning control with traffic signal synchronization for delay and fuel optimization // Transportation Research Part C: Emerging Technologies. 2024. Vol. 163. P. 104655.

13. Liu J., Wang Z., Hang P., Sun J. Delay-Aware Multi-Agent Reinforcement Learning for Cooperative Adaptive Cruise Control with Model-Based Stability Enhancement // IEEE 27th Intern. Conf. on Intelligent Transportation Systems (ITSC). 2024. P. 784–791. doi: 10.1109/ITSC58415.2024.10919632.

14. Chen X., Zheng X., Zhai C., Chen C., Zimenko K. et al. Implicit Lyapunov functionbased formation control for heterogeneous vehicular platoons with time delays // Journal of Physics: Conf. Series. 2023. Vol. 2419. P. 012059.

15. Adamy J., Flemming A. Soft variable-structure controls: a survey // Automatica. 2004. Vol. 40, N 11. P. 1821–1844.

16. Polyakov A., Effimov D., Perruquetti W. Robust stabilization of MIMO systems in finite/fixed time // Intern. Journal of Robust and Nonlinear Control. 2016. Vol. 26, N 1. P. 69-90.

17. Polyakov A., Effimov D., Perruquetti W. Finite-time and fixed-time stabilization: Implicit Lyapunov function approach // Automatica. 2015. Vol. 51. P. 332–340.

18. Sheikholeslam S., Desoer C. Longitudinal control of a platoon of vehicles with no communication of lead vehicle information: a system level study // IEEE Trans. on Vehicular Technology. 1993. Vol. 42, N 4. P. 546–554.

19. Feng S., Zhang Y., Li S.E., Cao Z., Liu H.X., Li L. String stability for vehicular platoon control: Definitions and analysis methods // Annual Rev. in Control. 2019. Vol. 47. P. 81–97.