互联生态驾驶系统：时变延迟与交通信号附近干扰的分布式鲁棒H∞控制

本文探讨的是"具有时变时滞和交通信号附近外部干扰的连接生态驾驶系统的分布式鲁棒H∞控制"这一主题。在现代交通系统中，随着智能网联汽车（Connected and Automated Vehicles, CAVs）的发展，提升交通效率、降低能源消耗和减少温室气体排放成为了关键目标。然而，传统的优化模型在处理非线性时变系统以及交通信号区域的复杂交互时往往显得力不从心。 作者从网络物理的角度出发，构建了一个全新的考虑了时间延迟和交通信号区域外部干扰的连通生态驾驶系统。这种系统不仅考虑了车辆之间的通信，还考虑了实时路况对行驶策略的影响，这对于实现高效、绿色的交通至关重要。他们利用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论，这是一种在非线性控制理论中常用的分析方法，来研究这个系统的分布式鲁棒H∞控制。 H∞控制是一种寻求系统在面对不确定性因素时仍能保持稳定性的控制策略，这里所说的"分布式"意味着控制决策不是集中式的，而是由多个子系统或节点共同协作完成，这在大规模交通系统中可以提高响应速度和效率。文章提出了一种反馈控制器设计，旨在确保闭环系统的鲁棒稳定性，即即使有外部干扰存在，也能有效地抑制其影响，从而保持车辆的安全行驶和整体交通流畅。 论文进一步通过线性矩阵不等式提供了状态反馈控制器设计的数学条件，这是一种系统工程中的常用工具，它为实际应用提供了可操作的设计指南。通过这种方法，研究者能够精确地找到控制器参数，以适应不断变化的交通环境。 最后，通过数值模拟验证了提出的控制策略的有效性和可行性。实验结果证实，该控制策略对于交通信号附近的连通生态驾驶系统具有显著的优势，不仅能提高交通流量的管理，减少拥堵，还能通过优化驾驶行为降低燃料消耗，从而间接减少二氧化碳排放，符合可持续交通的发展需求。 这篇研究论文在解决现实世界中智能交通系统面临的时间变化、复杂环境交互等问题上做出了重要贡献，为未来的交通管理系统设计和优化提供了重要的理论支持和技术路径。