郭代银　鲁兴举　金尚泰

摘要：针对快速路系统复杂时变和难于建立精确数学模型的特点，提出基于无模型自适应控制的入口匝道控制方案，控制方案包括控制算法、参数估计算法和参数重置算法。该方案的设计无需精确的数学模型，只依赖于受控对象的实测数据。从而设计并开发了相应的入口匝道控制系统，主要包括上位机、基于高级精简指令集机器（Advanced RISC Machines，ARM）的入口匝道控制器、检测器 和信号灯。为了验证基于无模型自适应控制的入口匝道控制系统的有效性，利用基于微观交通仿真软件（Parallel microscopic simulator，PARAMICS）的仿真机模拟北京市北四环西路快速路网，生成相应的检测数据发送给入口匝道控制器并接收入口匝道控制器的控制信号实现快速路网的实时控制。实验结果表明，开发的基于无模型自适应控制的入口匝道控制系统具有良好的控制效果。

关键词：快速路；匝道控制器；自适应控制；PARAMCS

中图分类号：S 773.6文献标识码：A文章编号：1001-005X（2015）01-0097-06

Modelfree Adaptive Control for Urban

Freeway Onramp and Implementation with ARM

Guo Daiyin1，2，Lu Xingju1，Jin Shangtai2

（1.College of Mechatronic Engineering and Automation，National University of Defense Technology，Changsha 410073；

2.Advanced Control Systems Laboratory，School of Electronic and Information Engineering，

Beijing Jiaotong University，Beijing 100044）

Abstract：Considering the complex timevarying urban freeway traffic system，which is difficult to establish an accurate mathematical model，an onramp control scheme is designed based on model free adaptive control（MFAC）in this paper.The designed control scheme includes control algorithm，parameter estimation algorithm and parameter reset algorithm.The control scheme design does not need a precise mathematical model，which only depends on the realtime measured data of the controlled object.Furthermore，a corresponding onramp control system is designed and developed，which includes PC，onramp controller based on ARM，detector and lights.In order to verify the validity of the MFAC based onramp control system，the software simulator based on PARAMICS is used to simulate the North Fourth Ring Road in Beijing fast road network，generate the detecting data which is sent to the onramp controller，and receive the control signal sent by onramp controller to realize the realtime control of the fast road network.The experimental results show that the developed MFAC based onramp control system has good control effect.

Keywords： urban freeway；ramp controller；model free adaptive control；PARAMICS

收稿日期：2014-06-05

基金項目：国家自然科学基金资助项目（61120106009）；中央高校基本科研业务费（2014JBM005）

第一作者简介：郭代银，硕士，研究员。研究方向：无模型自适应控制、智能交通系统等。Email：guodaiyin@gmail.com

引文格式：郭代银，鲁兴举，金尚泰.快速路入口匝道无模型自适应控制及ARM实现[J].森林工程，2015，31（1）：97-102.近年来，我国汽车保有量急剧增多，大量的车辆涌入快速路，导致快速路交通严重阻塞。而交通阻塞将带来燃料消耗增加、空气污染加剧等一系列问题[1-2]。车辆拥堵已经成为了城市发展的一个巨大障碍，而快速路作为城市道路交通的主要承担者，它的交通状况将决定整个城市的交通状态。……