一种新的V2I下车速规划与模型预测控制方法

摘要

为了改善城市交通路口信号灯的周期变更引起的汽车频繁切换“停-走”状态而造成的舒适性和经济性不良影响,在V2I场景下将车速规划与模型预测控制相结合,设计了一种提高通行效率的车速规划方法,并提出了面向汽车车速控制的变权重模型预测控制方法。针对所提出的方法,利用Prescan和MATLAB/Simulink建立联合仿真模型,并分别对车速规划方法及车速控制方法进行比较分析。结果表明:在通行效率方面,网联客车能维持在较高车速且不发生路口怠速,相比传统客车节省更多的时间;在舒适性方面,与网联-PI控制策略相比,网联-MPC控制策略的最大加减速度分别降低了79.22%和93.26%,最大加减速冲击度分别降低了92.73%和96.38%,改善了客车的驾驶舒适性;在经济性方面,与网联-PI控制策略相比,网联-MPC控制策略的平均制动力和最大制动力分别降低了49.79%和96.77%,使得更少制动情况发生,且制动情况更为缓和,改善了客车的经济性。