自动化公路系统：车辆自动驾驶与控制研究

"自动化公路系统是智能交通系统的重要子系统，主要目标是实现车辆自动化导航、控制和交通管理，提升道路安全性和效率。本文件深入探讨了自动化公路系统中的关键技术，包括车辆的纵向、横向控制，无人驾驶，以及车辆跟随、车道保持和换道的控制策略。此外，还涉及了非线性系统稳定性分析、时间滞后系统群指数稳定性的研究，并提出了相应的控制设计方法。 在车辆动力学模型方面，文件首先建立了汽车纵向运动、侧向运动和纵横向耦合运动的动力学模型，考虑了汽车受力和动力学定律的影响。对于车辆纵向跟随控制，文件提出了两种控制思路——"顾前"型和"顾前顾后"型，利用车间通信获取信息并设计了变结构控制规律，确保系统的稳定性。 对于车道保持控制，文件基于车辆横向动力学模型和预瞄机制，设计了非线性滑模控制策略，以车辆前轮转向角为控制变量，同时考虑了不确定参数和外界干扰的情况，通过自适应控制规律确保系统的稳定性。 在车辆换道控制问题上，文件假设了期望的侧向加速度的约束条件，并考虑了车道曲率的影响，提出了一套控制策略。此外，针对参数不确定性，文件分别设计了变结构鲁棒控制和参数自适应控制算法，适应参数有界和慢变两种情况。 这份文档详尽地阐述了自动化公路系统中的车辆控制理论与实践，包括稳定性分析、动态模型建立、控制策略设计以及应对不确定性的方法，对于理解智能交通系统中的自动化技术具有重要价值。"