طراحی کنترلر LQR برای هدایت اتومبیل و حفظ فاصله طولی از اتومبیل راهنما و تست کنترلر در برابر اغتشاشات و عدم قطعیت

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.

Keywords:

کنترلر LQR , جایابی قطب , اتومبیل راهنما , اتومبیل پیرو , حمل و نقل