چکیده:
امروزه سیستمهای هوشمند در حوزه حمل و نقل شهری توسعه فراوانی داشتهاند. حضور شرکتهای مختلف در این زمینه، باعث تولید وسایل نقلیه هوشمند از جمله اتومبیلهای خودگردان، هواپیماهای بدون سرنشین شده است. هسته اصلی این وسایل نقلیه که وظیفه تصمیمگیری و هدایت آنها را دارد، کنترلرهایی است که توسط مهندسین کنترل، طراحی میشوند. سیستم توصیف شده در این مقاله شامل یک اتومبیل راهنما و یک اتومبیل پیرو است. هدف این است که اتومبیل پیرو در تمام لحظات فاصله ایمن خود را نسبت به اتومبیل راهنما حفظ کند و همچنین با افزایش یا کاهش سرعت اتومبیل راهنما، اتومبیل پیرو نیز سرعت خود را به شکل متناسب تغییر دهد. برای این منظور ابتدا روش کنترلی غیربهینه جایابی قطب استفاده شده و سپس کنترلر بهینه LQR طراحی شده است. با مقایسه پاسخهای سیستم حلقه بسته، مشاهده شده است که کنترلر بهینه LQR، عملکرد مطلوبتری نسبت به روش کنترلری غیربهینه جایابی قطب دارد. در نهایت با افزودن اغتشاش و عدم قطعیت مانند گاز و ترمز ناگهانی اتومبیل راهنما، عملکرد کنترلر و سیستم حلقه بسته بررسی شده است و نتایج نشان میدهد که کنترلر به خوبی طراحی شده و اتومبیل پیرو در برابر این اغتشاشات مقاوم بوده و عملکرد مطلوبی را از خود نشان میدهد.
خلاصه ماشینی:
برای این منظور ابتدا روش کنترلی غیربهینه جایابی قطب استفاده شده و سپس کنترلر بهینه LQR طراحی شده است .
با مقایسه پاسخ های سیستم حلقه بسته ، مشاهده شده است که کنترلر بهینه LQR، عملکرد مطلوب تری نسبت به روش کنترلری غیربهینه جایابی قطب دارد.
در نهایت با افزودن اغتشاش و عدم قطعیت مانند گاز و ترمز ناگهانی اتومبیل راهنما، عملکرد کنترلر و سیستم حلقه بسته بررسی شده است و نتایج نشان میدهد که کنترلر به خوبی طراحی شده و اتومبیل پیرو در برابر این اغتشاشات مقاوم بوده و عملکرد مطلوبی را از خود نشان میدهد.
به عنوان مثال برای اتومبیل های مسابقه ، سرعت و شتاب از اهمیت ویژه ای برخوردار است و کنترلر به گونه ای طراحی میشود که سرعت و شتاب لازم برای اتومبیل فراهم آورد و نیز برای اتومبیل های شخصی، آرامش و امنیت مسافرین و فاصله طولی و عرضی مناسب از سایر اتومبیل ها، در اولویت قرار دارند، به همین دلیل کنترلر در این سیستم به گونه ای طراحی میشود تا دقت لازم را در هدایت اتومبیل داشته باشد.
/ شکل ٩ - وضعیت حالت های سیستم با روش جایابی قطب در شکل ١٠ تابع هزینه برای دو روش LQR و جایابیقطب رسم شده اند.
٨. نتیجه گیری در این مقاله بعد از بررسی روش کنترل بهینه LQR و جایابی قطب ، کنترلرها طراحی شده و به سیستم اعمال شده اند.