Markov切换拓扑下通信时延异构车辆队列分布式模型预测控制

穆建彬^1,2，李刘洋¹，何德峰¹

（1. 浙江工业大学 信息工程学院，杭州310023；2. 南开大学 软件学院，天津300350）

摘要：针对切换拓扑下存在通信时延的异构车辆队列系统，本文提出一种分布式模型预测控制（DMPC）算法。切换行为由马尔可夫链描述，并考虑时延存在上界且具有时变的性质。针对各车辆，设计一种补偿策略来修正从时变邻居集中所获邻居状态信息。然后，利用修正后的状态信息建立最优控制问题，并引入自偏差约束和修正信息约束以确保系统稳定性。通过定义基于联合邻居集的公共李雅普诺夫函数，建立与代价函数权重矩阵和通信拓扑转移概率相关的充分条件，实现了闭环系统均方内部稳定性。针对一些典型的交通场景进行了数值模拟，验证所提出的DMPC算法的有效性。

关键词：车辆队列，分布式模型预测控制（DMPC），Markov切换拓扑，通信延迟

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Mu, J., Li, L. & He, D. Distributed Model Predictive Control for Heterogeneous Vehicle Platoons with Communication Delay Under Markov Switching Topologies. J. Shanghai Jiaotong Univ. (Sci.) (2025). https://doi.org/10.1007/s12204-025-2892-7 

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