طراحی مسیر مانور تعویض خط در وضعیت اضطراری، مبتنی بر عملکرد راننده‌ ماهر

Abstract

تعویض خط در سرعت‏های بالا، در شرایط که امکان بروز حادثه، یک مانور راهبردی جهت اجتناب از برخورد است. در این شرایط، به دلیل زمان کوتاه انجام مانور، سرعت تصمیم‏گیری و انتخاب مسیر از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله، براساس عملکرد راننده‌ ماهر در شرایط مشابه، مسیر مناسب و سیستم کنترلی متناسب با آن، با هدف پایداری خودرو و اجتناب از برخورد طراحی شده است. برای این منظور، با استفاده از مدل دینامیکی خودرو و نوع رفتار راننده، مسیرهای احتمالی شناسایی و با‌ آموزش یک سیستم عصبی محدوده‌ قابل پیمایش مسیر حرکت با تمرکز بر حفظ قیود پایداری خودرو مشخص و مسیر نهایی محاسبه شده است. جهت هدایت خودرو از یک کنترل‌کننده‌ ترکیبی، شامل: معادلات رفتاری راننده با یک شبکه‌ عصبی پوششی و دو کنترل‌کننده‌ تناسبی-مشتقی استفاده شده است. مهم‌ترین نوآوری‌های این روش، شامل: طراحی هم‌زمان مسیرهای پایدار و در عین حال، حفظ قیود هندسی و حجم کم محاسبات در سیستم کنترلی و طراحی مسیر به منظور استفاده در شرایط اضطراری است. برای صحت‏سنجی سیستم کنترلی طراحی شده در شرایط وجود عدم قطعیت در ضریب اصطکاک جاده‌ای در دو حالت جاده خشک و لغزنده، از نرم‌‏افزار کارسیم و سیمولینک متلب استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها نشان می‏دهد که سیستم کنترلی توانسته در شرایط مختلف سرعتی و اصطکاک جاده‏ای، خودرو را هدایت کرده، مسیر را به خوبی تعقیب کند.