朱旭，王鹏，左磊，闫茂德

(长安大学 电子与控制工程学院，陕西 西安 710064)①

近年来，道路上的车辆呈几何式增长，致使交通阻塞问题日趋严重[1-2].为了解决这一问题，车辆队列作为智能交通领域的研究前沿，日益受到关注[3-4].研究表明:车辆以队列模式行驶可有效提高道路通行效率、车辆燃油经济性和行驶安全性[5].

队列稳定性作为车辆队列控制的重要一环，旨在保证车辆跟踪误差向后不扩散，关乎车辆行驶安全[6].一般而言，保证队列稳定性的控制方法有线性控制方法[7]、基于耦合滑模面的控制方法[8]等.滑模控制因算法简单、鲁棒性强、可靠性高，受到了学界的广泛关注[9].Guo等[10]针对车辆加速度信息中含不确定性的情况，设计积分滑模控制器保证了队列稳定性；Guo等[11]设计了有限时间自适应积分滑模控制器，保证了车辆队列在外部干扰有界情况下的队列稳定性.以上文献中基于耦合滑模面所设计的车辆控制器，需要知晓前车和后车的信息[12].

对于车辆队列而言，若既能加强队列稳定性，又将跟踪误差始终约束在允许范围内，则可大幅度提升车辆队列的控制效果.预设性能控制(Prescribed Performance Control, PPC)是一种约束系统跟踪误差的有力工具，是指在跟踪误差收敛到一个预先设定的任意小区域的同时，保证收敛速度及超调量满足预先设定的条件[13].若能将PPC与滑模控制相结合，则有望提升非线性车辆队列的行驶性能[14].

现有关于非线性车辆队列滑模控制的研究，存在如下问题:在有向通信拓扑下，由于缺乏后车状态信息，耦合滑模面无法合理构建，车辆队列的队列稳定性也就难以保证；……