Distributed Model Predictive Control for Heterogeneous Platoons with Affine Spacing Policies and Arbitrary Communication Topologies

要約

この論文では、各車両が隊列内の先行車両と通信できることを条件として、任意の通信トポロジを使用した異種隊列用の分散モデル予測制御 (DMPC) アルゴリズムを紹介します。
提案された DMPC アルゴリズムは、一定の距離または一定時間の車間距離ポリシーを含む、車両の速度にアフィンな任意の車間距離ポリシーに対応できます。
小隊全体の総コストを分析することにより、小隊の漸近的安定性を確保するための十分条件が導き出されます。
50 台の車両からなる小隊によるシミュレーション実験と、4 台の 1/10 スケール車両からなる小隊によるハードウェア実験により、アルゴリズムを検証し、さまざまな間隔ポリシーと通信トポロジの下でのパフォーマンスを比較しました。

要約(オリジナル)

This paper presents a distributed model predictive control (DMPC) algorithm for a heterogeneous platoon using arbitrary communication topologies, provided each vehicle can communicate with a preceding vehicle in the platoon. The proposed DMPC algorithm can accommodate any spacing policy that is affine in a vehicle’s velocity, which includes constant distance or constant time headway spacing policies. By analyzing the total cost for the entire platoon, a sufficient condition is derived to ensure platoon asymptotic stability. Simulation experiments with a platoon of 50 vehicles and hardware experiments with a platoon of four 1/10th-scale vehicles validate the algorithm and compare performance under different spacing policies and communication topologies.

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