【车辆控制】基于有限时间DO, 线性wangDO控制器实现扰动观察员的车辆排的不匹配干扰的协作控制附Matlab代码

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🔥 内容介绍

在智能交通体系快速发展的当下，车辆排协作控制已成为提升道路通行效率、保障行驶安全的核心技术之一。其通过多车辆间的信息交互与协同决策，实现车队的有序行驶，可有效减少交通拥堵、降低能耗与尾气排放。例如，在高速公路场景中，车辆排协作控制能让多辆汽车保持稳定的车距与车速，大幅提升道路利用率；在城市道路的车队运输任务中，该技术可确保运输车队的整体性，减少因车辆间配合不当引发的交通事故。

然而，车辆排运行过程中面临着多种干扰挑战，其中不匹配干扰（如路面摩擦力突变、侧风干扰、车辆自身参数摄动等）对控制性能的影响尤为显著。这类干扰无法通过传统的反馈控制直接抵消，易导致车辆排的队形紊乱、车速波动，甚至引发安全隐患。传统的车辆控制方法在应对不匹配干扰时，往往存在响应速度慢、抗干扰能力有限等问题，难以满足复杂交通环境下的控制需求。因此，研发能有效抑制不匹配干扰的车辆排协作控制策略，成为当前智能交通领域的重要研究方向。而基于有限时间扰动观测器（DO）与线性 wangDO 控制器的协作控制方案，为解决这一难题提供了新的思路。

核心技术基石：有限时间 DO 与线性 wangDO 控制器原理剖析

有限时间扰动观测器（DO）：快速捕捉不匹配干扰

有限时间收敛的优势

在车辆排控制中，干扰的快速准确观测是实现有效抑制的前提。传统的扰动观测器多采用渐近收敛方式，即随着时间趋近于无穷大，观测值才能逐渐逼近真实干扰值，这在干扰突变的场景下，会导致控制延迟，影响车辆排的稳定性。而有限时间 DO 通过特殊的非线性设计，能够在有限的时间内使干扰观测误差收敛至零，确保在干扰出现后，控制器能迅速获取干扰信息，为后续的干扰补偿提供及时支持。

例如，当车辆行驶过程中突然遭遇侧风干扰时，有限时间 DO 可在几十毫秒内准确观测到侧风对车辆行驶状态的影响，相比传统观测器，大幅缩短了观测时间，为车辆排及时调整控制策略争取了宝贵时间。

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