Тема: Управление автомобилем на траектории с использованием нечёткой логики

В прошлом веке с момента появления автомобиля он сразу стал важной частью повседневной жизни человека. С развитием современной промышленности в сфере машиностроения количество владельцев автомобилями во всех странах мира характеризовалось существенным ростом, и со временем проблему трафика стало невозможно игнорировать в градостроительстве. В классических моделях система «машина - водитель - дорога» является замкнутой системой с обратной связью. Увеличивающийся объем потребности в использовании возможностей современных автомобилей, растущие требования к комфорту и безопасности, делают актуальным направление исследований, ориентированное на то, как исключить человека из этой системы. На всех этапах автоматизации задача исследования динамики движения автомобиля является необходимой, при этом при исследованиях необходимо основываться на знаниях теории управления и моделирования, а также возможностях современных компьютерных и информационных технологий.
Задача управления на траектории и на заданном пути стала популярной и актуальной в настоящее время, в том числе речь идет об автоматизации такого движения для автомобилей. Люди придумают новые способы для дальнейшего увеличения удобства в жизни. Например, американская компания «Google» изобрела «Google Car» автомобиль, который может сам доехать до желаемого места.
Развитие компьютерных технологий позволяет нам реализовывать синтез закона автоматического управления в устройствах системы управления, которые будут занимать место водителя или работать помощником в опасной ситуации. А методы, основанные на использовании нечеткой логики возникли как наиболее удобный и понятный способ построения систем управления различными системами, в том числе автомобилем и сложными технологическими процессами, и нашли применение в бытовой электронике, диагностических и других экспертных системах. При этом актуальной является задача автоматизации процесса разработки систем автоматического управления с нечеткой логикой, используемых на борту автомобиля, а также разработки простых вычислительных схем, легко реализуемых на борту.
Данная работа посвящена вопросам, связанным с синтезом нечеткого управления на траектории автомобилем, с использованием для его настройки средств компьютерного и имитационного моделирования. Во многих работах нечеткая логика применяется с целью реализовать интуитивные представления о поведении объекта и имеющийся опыт в нелинейном нечетком законе управления, формальный анализ свойств которого (таких как устойчивость замкнутой системы) провести, как правило, не представляется. В данном исследовании, в отличие от таких работ, нечеткая логика используется для замены исходной нелинейной модели с помощью нескольких линейных, и, аналогично, получение нечеткого регулятора TS) на основе нескольких линейных управлений. При этом такая замкнутая система может быть формально исследована на предмет глобальной асимптотически устойчивой, что делает подобный подход перспективным с точки зрения применения на практике. Для синтеза регулятора в работе также привлекаются средства классического метода LQR-оптимизации.
Для проведения исследований в работе создается компьютерная модель объекта с помощью системы Simulink. Simulink - это графическая среда имитационного моделирования, позволяющая при помощи блок-диаграмм в виде направленных графов строить динамические модели любой сложности, включая дискретные, непрерывные и гибридные, нелинейные и разрывные системы.
Построенная Simulink-модель используется для проведения численного моделирования при синтезе законов управления на траектории.
При этом возможность многократно повторять похожие эксперименты с объектом посредством имитационного моделирования существенно упрощает задачу выбора параметров в законах управления, проверки получаемых результатов, и позволяет проводить автоматизацию разработки элементов системы управления автомобилем.
Купить

1. Рассмотрены вопросы моделирования и управления движением автомобиля на заданной траектории (пути).
2. Сформирован моделирующий комплекс для проведения компьютерного и имитационного моделирования в среде MATLAB-Simulink в задаче управления движением автомобиля на заданном пути.
3. Организован процесс выполнения имитационного моделирования для автоматической настройки коэффициентов в законе управления с учетом заданных ограничений и требований к качеству динамических процессов с использованием специального инструмента Simulink Design Optimization.
4. В среде MATLAB реализован подход и проведены вычисления для построения нечеткого управления с использованием ППП Robust Toolbox.
5. Проведен анализ результатов на траектории с различными наборами правил, в том числе состоящим из трех и пяти правил, а также проведен эксперимент с 27 правилами.

Купить