هدايت خودكار خودروي سنگين مفصلي در شرايط ترافيكي واقعي با كنترلر مودلغزشي

Automation Guidance of Articulated Heavy Vehicle in Actual Traffic Situation by Sliding-Mode Controller

هدف اصلي اين پژوهش ارايه يك الگوريتم هدايت عرضي براي خودروهاي مفصلي در شرايط ترافيكي واقعي است. مسيرهاي مجاز تعويض خط دوگانه براساس سينماتيك خودروي مفصلي با لحاظ عدم برخورد با خودروي ديگر، استخراج شده است. به منظور تعيين مسير مطلوب، ديناميك خودروي مفصلي و به طور ويژه تاير آن، بايد مدنظر قرار گيرد تا بهترين مسير قابل پيمايش مشخص شود. ابتدا يك مدل ديناميكي شانزده درجه آزادي غيرخطي خودروي مفصلي توسعه يافت. سپس مدل توسعه يافته با استفاده از نرم افزار تراك سيم در يك مانور استاندارد صحه گذاري گرديد. همچنين براي طراحي سيستم كنترلي يك مدل ديناميكي سه درجه آزادي خودروي مفصلي شامل درجات آزادي سرعت زاويه اي چرخشي و سرعت جانبي واحد كشنده و زاويه مفصل بين واحد كشنده و واحد شبه تريلر بكار گرفته شد. ديناميك تاير نيز براساس مدل غيرخطي داگف شبيه سازي شده است. در انتها، هدايت عرضي خودروي مفصلي به منظور رهگيري مسير تعويض خط با روش كنترل غيرخطي مودلغزشي انجام شده است. نتايج بدست آمده نشان از مناسب بودن روش كنترل غيرخطي مودلغزش در رهگيري مسير تعويض خط خودروهاي مفصلي دارد.

The main purpose of this study is to present an algorithm of lateral guidance for articulated vehicles (AVs). The possible trajectories are determined based on the kinematics of the AV in terms of collision-free with the other vehicle. The dynamic of the AV and the tire must be considered in order to define the desired trajectory. Therefore, a sixteen-degrees-of-freedom non-linear dynamic model of the articulated vehicle is provided. The dynamic model is verified by TruckSim software based on a standard maneuver. Moreover, a three-degrees-of-freedom dynamic model of the articulated vehicle is applied in order to design the control system. The degrees- of-freedom of the AV are included yaw rate and lateral velocity of the tractor unit, and articulation angle. Tire dynamic is simulated based on the Dugoff non-linear model. Finally, the lateral guidance of the AV is implemented by sliding mode control method. The results show the effectiveness of the non-linear sliding mode control method for the lateral guidance of the AV.