26959

طراحي سامانه كروز كنترل تطبيقي كار آمد در شرايط باراني

كارشناسي ارشد

مهندسي برق-سيستم هاي الكترونيك ديجيتال

1400/11/25

محمدحسن شجاعي فرد

مرتضي ملاجعفري

مهندسي خودرو

بر اساس آمار، خطاي راننده دليل اصلي تصادفات جاده‌اي است، اين امر انگيزه تحقيق فشرده‌اي را در مورد وسايل نقليه هوشمند مجهز به فناوري رانندگي خودكار، ايمني فعال و سيستم‌هاي كمك راننده به منظور افزايش ايمني رانندگان، تسهيل كنترل وسيله نقليه پايداري و بهبود راحتي رانندگي فراهم كرده است. يكي از سامانه‌هاي دستيار راننده كه در حال حاضر توسط اكثر سازندگان خودرو در حال توسعه است، سامانه كروز كنترل تطبيقي(ACC) است. هدف كروز كنترل تطبيقي نه تنها فراهم كردن راحتي و ايمني براي رانندگان در حين رانندگي است، بلكه افزايش ظرفيت جاده‌ها و كاهش مصرف سوخت. يكي از اشكالات عمده راه حل‌هاي سيستم كروز كنترل تطبيقي كه به صورت تجاري در صنعت خودرو موجود است، عملكرد محدود در شرايط جوي مختلف است، جايي كه در آن سطح جاده با آب، برف و يخ پوشانده مي‌شود. به طور خاص، تعامل بين سيستم‌هاي كنترل كننده طولي به طور عميق مورد مطالعه قرار نگرفته است. علاوه بر اين، براي به دست آوردن پايداري و فاصله ايمن براي جلوگيري از برخوردها در شرايط رانندگي بحراني، كنترل هماهنگ محرك‌ها بدون اجتناب از درگيري‌هاي ناشي از اتصال ديناميك خودرو ضروري است. به طور خلاصه، اجراي يك كنترل ديناميك يكپارچه خودرو به دور از واقعيت است. بخشي از اين پايان نامه مربوط به مدل پارامتريك وسيله نقليه است كه بر اساس مجموعه اي از پارامترهاي خودرو (جرم، حداكثر گشتاور و غيره) با غيرخطي‌هاي واقعي در ديناميك طولي وسيله نقليه است. سيستم‌هاي كنترلي براي برآوردن اهداف و الزامات طراحي شده‌اند. محدوديت‌هاي عملي از طريق مطالعات تجربي بر روي رانندگي انسان تعيين مي‌شوند. يك ساختار كنترلي مناسب براي ايجاد هم افزايي و تعامل ايمن بين كنترلرها با در نظر گرفتن جنبه‌هاي ذكر شده قبلي به خطر افتادن بين راحتي و ايمني براي موقعيت‌هاي مختلف رانندگي، به منظور دستيابي به پايداري و ايمني از رانندگي خودكار پيشرفته اتخاذ شده است. براي حل اين مشكل در اين پايان نامه، كنترلري در حلقه¬ي اصلي ACC طراحي شده است كه قادر است براساس شرايط مختلف جوي، سيگنال مرجعي پويا توليد كند و فاصله و سرعت نسبي ايمن را متناسب با اصطكاك بين جاده و تاير به¬گونه¬اي محاسبه كند كه علاوه بر جلوگيري از برخورد، شتاب¬گيري يا ترمز خودرو منجر به ناراحتي سرنشينان نشود. حلقه¬ي فرعي نيز به¬گونه¬اي طراحي شده است تا خطاي سرعت واقعي و محاسبه شده براساس مولفه¬هاي ديناميكي خودرو به حداقل ممكن برسد. شبيه‌سازي‌ها در سيمولينك متلب با استفاده از مجموعه‌اي از سناريوهاي ترافيكي كه احتمالاً در واقعيت رخ مي‌دهند، انجام مي‌شود. نتايج شبيه¬سازي¬ها كه بر روي مجموعه¬اي متنوع از سناريوهاي رانندگي انجام شده است حاكي از آن است كه ACC پيشنهادي، قادر است ايمني و راحتي را در شرايط مختلف جوي حتي در حالت توقف سخت برآورده كرده و مقادير سگنال‌هاي گوسي و سينوسي پويا به ترتيب 9% و 14% نسبت به مقادير سيگنال‌هاي گوسي و سينوسي قديمي (ايستا) بهبود پيدا كرده‌اند.

1401/06/19

Design of an adaptive cruise control system efficient in rainy conditions

2/14/2023 12:00:00 AM

According to statistics, driver error is the main cause of road accidents; this motivates intensive research on intelligent vehicles equipped with automated driving technology, active safety, and driver assistance systems in order to increase driver safety, facilitate stable vehicle control and improve driving comfort. Has provided. One of the driver assistant systems currently being developed by most car manufacturers is the Adaptive Cruise Control (ACC) system. The purpose of adaptive cruise control is not only to provide comfort and safety for drivers while driving but also to increase road capacity and reduce fuel consumption. One of the major drawbacks of adaptive cruise control system solutions commercially available in the automotive industry is the limited performance in different weather conditions, where the road surface is covered with water, snow, and ice. In particular, the interaction between longitudinal control systems has not been studied in depth. Furthermore, to obtain stability and safe distance to avoid collisions in critical driving conditions, coordinated control of actuators is necessary to avoid collisions caused by dynamic vehicle coupling. In short, the implementation of an integrated vehicle dynamics control is far from reality. Part of this thesis is related to the parametric model of the vehicle, which is based on a set of vehicle parameters (mass, maximum torque, etc.) with realistic nonlinearities in the longitudinal dynamics of the vehicle. Control systems are designed to meet objectives and requirements. Practical limits are determined through experimental studies on human driving. A suitable control structure is adopted to create synergy and safe interaction between controllers, taking into account the previously mentioned aspects of compromising between comfort and safety for different driving situations in order to achieve stability and safety of advanced automated driving. To solve this problem in this thesis, a controller is designed in the main ACC loop, which is able to generate a dynamic reference signal based on different weather conditions and set the safe distance and relative speed according to the friction between the road and the tire. Calculate that, in addition to preventing collisions, acceleration or braking of the car does not cause discomfort to the passengers. The secondary ring is also designed in such a way that the error of the actual and calculated speed based on the dynamic components of the car is minimized. Simulations are performed in Simulink MATLAB using a set of traffic scenarios that are likely to occur in reality. The results of the simulations performed on a diverse set of driving scenarios indicate that the proposed ACC is able to meet safety and comfort in different weather conditions, even in hard stop mode, and the values of Gaussian and sinusoidal signals. Dynamic has improved by 9% and 14%, respectively, compared to the old (static) Gaussian and sinusoidal values.

كروز كنترل تطبيقي , ايمني , راحتي , پايداري , شرايط مختلف آب و هوايي

adaptive cruise control , safety , comfort , stability , different weather conditions

saeed tayebi

Mohammad Hassan Shojaeefard