طراحی یک کنترل مدل پیش بین برای خودروی مفصلی سنگین هنگام انجام مانور تعویض خط بحرانی

Abstract

این پژوهش یک کنترل فرمان فعال به‌منظور هدایت یک خودروی مفصلی سنگین در هنگام انجام مانور تعویض خط هوشمند با سرعت بالا و با هدف اجتناب از برخورد با موانع را ارائه می دهد. برای این منظور، پس از ایجاد یک مدل ساده شده از خودروی مفصلی در نرم‌افزار متلب، به طراحی سه کنترل کننده مدل پیش بین (MPC)، بهینه خطی انتگرالی (LQI) و همچنین PID دو درجه آزادی برای سیستم فرمان محور جلوی واحد کشنده پرداخته شده است. در این راستا، قیود مرتبط با پایداری جانبی خودرو با استفاده از زوایای لغزش دو واحد کشنده و نیم-تریلر و همچنین زاویه مفصل مرجع برای مسیر حرکت خودرو تعریف شده و پایداری آن در هنگام حرکت بر روی جاده‌های خشک و لغزنده بررسی شده است. سپس عملکرد سیستم های کنترلی ارائه شده برای دو سناریوی متفاوت، یعنی یک، وجود یک مانع در مسیر در جاده خشک و دیگری همان شرایط در جاده لغزنده، با شبیه‌سازی همزمان توسط دو نرم افزار متلب و تراک سیم مطالعه گردیده است. در ادامه جهت بهینه سازی ضرایب کنترل کننده‌ها، آزمون‌های مختلفی در نرم افزار تراک سیم تعریف و اجرا شده و با استفاده از یک روش هوشمند ضرایب بهینه بدست آمده است. در پایان، با مقایسه عملکرد سه سیستم کنترل کننده، و نقاط ضعف و قوت آن ها مورد بحث قرار گرفت. نتیجه این مقایسه نشان دهنده برتری کنترل کننده مدل پیش بین برای این منظور می باشد.