طراحی کنترل کننده ی مد لغزشی برای سیستم پارک موازی خودرو

در دو دهه ی اخیر، سیستم های حمل ونقل هوشمند به عنوان یک روش موثر برای بهبود عملکرد سیستم های حمل ونقل به کار گرفته شده اند. یکی از اجزای اساسی این سیستم ها، سیستم های کنترل خودرو با هدف توسعه ی خودروهای هوشمند می باشند. این خودروها رانندگی ساده تر و ایمن تر را فراهم نموده و در صنعت اتومبیل سازی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. مسائل مطرح در زمینه-ی کنترل خودروهای هوشمند شامل کنترل خودرو هنگام حرکت در جاده و پارک اتوماتیک خودرو می باشند. به دلیل محدودیت موجود در فضای پارک و همچنین محدودیت های غیرهولونومیک خودرو، مسئله ی پارک خودرو با چالش های فراوانی روبرو بوده و در سال های اخیر، تحقیقات گسترده ای در زمینه ی طراحی و پیاده سازی سیستم های پارک اتوماتیک خودرو صورت گرفته است. در این پایان نامه، هدف، طراحی سیستم پارک اتوماتیک خودرو برای حالت پارک موازی می باشد. در ابتدا، این سیستم بر اساس روش طراحی مسیر، ارائه می گردد. در این روش، مسیر پارک به صورت غیربهنگام با توجه به محدودیت های غیرهولونومیک خودرو و موانع ثابت فضای پارک ایجاد شده و سپس به منظور تعقیب مسیر مرجع، کنترل کننده ی مناسبی طراحی می شود. به دلیل موانع موجود در فضای پارک (خودروهای پارک شده)، توجه به توقف کامل خودرو در نقاط اولیه و نهایی مسیر و همچنین در نقطه ی تغییر جهت حرکت ضروری است. به این منظور، دو قانون زمانی برای حرکت به سمت جلو و عقب پیشنهاد می شود و معادلات سینماتیک خودرو در حوزه ی این قوانین زمانی بدست آمده و طراحی کنترل کننده های تعقیب مسیر در حوزه ی قوانین زمانی پیشنهادی صورت می گیرد. با توجه به این که در مسئله ی پارک خودرو در فضای محدود، تغییر جهت حرکت اجتناب ناپذیر است، بنابراین کنترل کننده-ی تعقیب مسیر می بایست دقت بالایی داشته باشد، زیرا در صورتی که قبل از تغییر جهت حرکت خطای تعقیب مسیر بزرگ بوده و همگرایی کافی وجود نداشته باشد، در بخش دوم مسیر (بعد از تغییر جهت حرکت) همگرایی به نقطه ی هدف تضمین نخواهد شد. یکی از ساختارهای کنترلی پیشنهاد شده برای تعقیب مسیر مرجع، کنترل کننده ی فیدبک خطی ساز می باشد. این کنترل کننده در برابر وجود خطای اولیه در تعقیب مسیر مرجع و اختلال عملکرد مطلوبی دارد ولی در برابر تغییر پارامتر سیستم مقاوم نبوده و با تغییر نوع خودرو، ناپایدار می گردد. در راستای توسعه ی یک ساختار کنترل مقاوم برای سیستم پارک خودرو، استراتژی کنترل مد لغزشی ایجاد شده و با طراحی سطوح لغزش و قوانین کنترلی مناسب، پایداری سیستم کنترل تحلیل می شود. خطای تعقیب مسیر مرجع با استفاده از کنترل کننده های مذکور بسیار ناچیز است و این ویژگی خودرو را قادر می سازد تا با دقت بالا در فضای پارک قرار گیرد. همچنین، هدف دیگری که در این پایان نامه دنبال می شود، توسعه ی روشی برای پارک خودرو بدون نیاز به شناسایی ابعاد فضای پارک، بر اساس شبکه ی عصبی rbf و استراتژی های کنترل مد لغزشی و فیدبک خطی ساز می باشد. در این روش بر خلاف روش-های قبل، قبل از شروع به حرکت، مسیر مرجعی برای تعقیب وجود ندارد بلکه نقاط مسیر مرجع در طول حرکت با پردازش اطلاعات بدست آمده از سنسورهای آلتراسونیک نصب بر روی خودرو، توسط شبکه ی عصبی rbf بدست می آیند و در اختیار کنترل کننده-های تعقیب مسیر قرار می گیرند. با استفاده از این روش، حجم و زمان محاسبات لازم برای طراحی مسیر کاهش می یابد. همچنین در این روش، تغییر مسیر مرجع و جهت حرکت خودرو بر اساس حالت آن، خودرو را قادر به پارک در فضای محدود می کند. برای هر بخش از کارهای انجام شده، نتایج شبیه سازی، صحت و کارایی عملی روش های پیشنهادی را به وضوح تأیید می کنند.