الگوریتم کنترل خودرو برای سامانه کروز کنترل تطبیقی در ترافیک شهری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول و کارشناسی ارشد، دانشگاه خواجه نصیر طوسی، دانشکده مهندسی مکانیک

2 استادیار، دانشگاه خواجه نصیر طوسی، دانشکده مهندسی مکانیک

چکیده

برای کنترل سرعت خودرو در بزرگراه­ها و فاصله خودرو در ترافیک شهری، قوانین کنترل دینامیک طولی خودرو برای یک خودروی سواری پیشنهاد داده شده است. در این مقاله معادلات دینامیک غیرخطی و کاملی از دینامیک طولی یک خودرو شامل موتور و سامانه انتقال حرکت آورده شده است. هم‌چنین کنترلر دارای دو حلقه داخلی و خارجی است. کنترلر حلقه داخلی شامل دو کنترلر مجزا برای کنترل گشتاور موتور و گشتاور ترمز است که نقش آن ردیابی شتاب مطلوب بدست آمده توسط کنترلر حلقه خارجی با استفاده از کنترل گشتاور موتور، ترمز و کلیدزنی بین آن دو است. کنترلر حلقه خارجی شامل دو الگوریتم کنترل سرعت و کنترل فاصله است و نقش آن تولید پروفیل شتاب مطلوب است که با ردیابی آن توسط خودرو، کنترل فاصله و سرعت خودرو انجام می‌شود. در این مقاله پروفیل شتاب مطلوب به خوبی از حل مسأله کنترل بهینه خطی بدست آمده است. استفاده از این کنترلر دو لایه به همراه یک الگوی کامل خودرو باعث افزایش دقت کار نسبت به کارهای قبلی شده است، هم‌چنین در طراحی این کنترلر به عوامل راحتی و امنیت سرنشینان توجه شده است. نشان داده شده است که عملکرد کنترلر سرعت و فاصله خودرو در موقعیت‌‌های مختلف به صورت رضایت بخشی پاسخ داده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

A Vehicle Control Algorithm For Stop-and-Go Cruise Control System

نویسندگان [English]

  • Neda Karami Mohammadi 1
  • Sharam Azadi 2
  • Seyed Ali jazaeri
چکیده [English]

This paper describes a vehicle speed & vehicle-to-vehicle distance control algorithm for vehicle stop-and-go cruise control. So first, a complete dynamic model of car has been simulated that consists of an SI engine, automatic transmission. The vehicle longitudinal control scheme consists of a speed control algorithm and a distance control algorithm and throttle-brake control law. A desired acceleration for the vehicle has been designed using linear quadratic optimal control theory. It has been shown that the proposed control law provides good performance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adaptive Cruise Control
  • Mean Value SI Engine model
  • Throttle
  • Brake
  • Stop-and-Go
  • Optimal control
  • Vehicle

مراجع

[1] Venhovens, P. Naab, K. and Adiprasito, B., “Stop and go cruise control”, International Journal of Automotive Technology, vol. 1, no. 2, pp. 61–69, 2000.
[2] Persson, M., Botling, F., Hesslow, E., and Johansson, R., “Stop & Go Controller for Adaptive Cruise Control”, Proceedings of the International Conference on Control Applications , pp. 1692-1697,August, 1999.
[3] Pavković, D., Deur, J., Jansz, M., and Peric, N., “Adaptive control of automotive electronic throttle”, Control Engineering Practice, vol. 14, pp.121–136,2006.
[4] Naranjo, J. E., González, C., García, R., and Pedro, T. D., “ACC + Stop & Go Maneuvers with Throttle and Brake Fuzzy Control”, IEEE Transactions On Intelligent Transportation Systems, vol. 7, no. 2, pp. 213–225, 2006.
[5] Coen, T., Anthonis, J., and Baerdemaeker, J. D., “Cruise control using model predictive control with constraints”, Computers and electronics in agriculture, vol. 3, pp. 227–236, 2008.
[6] Byun, Y., Kim, M., Mok, J., and Kim, Y., “Longitudinal Control of Bimodal-tram using Sliding Mode Control”, International Conference on Control, Automation and Systems, pp. 1439–1442, 2008.
[7] Yiting, L., Ozguner, U., “Intelligent Cruise Control Stop and Go with and without Communication”, American Control Conference, pp. 4356–4361, 2006.
[8] Bin, Y., Li, K., and Lian, X., “Longitudinal Acceleration Tracking Control of Vehicular Stop-and-Go Cruise Control System”, IEEE International Conference on Networking, Sensing and Control, 2004.
[9] Naus, G., Ploeg, J., Molengraft, M., Heemels, W., and Steinbuch, M., “Control Engineering Practice Design and implementation of parameterized adaptive cruise control: An explicit model predictive control approach”, Control Engineering Practice, vol. 18, no. 8, pp. 882–892, 2010.
[10] Sharifirad, M., “Development and validation for mean value engine models”, ASME, Internal Combustion Engine fall technical conference, 2005.
[11] Moskwa, J. J.; and Hedrick, J. K., “Automotive Engine Modeling for Real-Time Control Using”, American Control Conference, Green Valley, AZ, pp. 1–15, 1995.
[12] Kim, D., Peng, H., Bai, S., and Maguire, J., “Control of Integrated Power train with Electronic Throttle and Automatic Transmission”, IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 15, no. 3, pp. 474–482, 2007.
[13] Shakouri, P., Ordys, A., and Askari, M. R.," Adaptive cruise control with stop & go function using the state-dependent nonlinear model predictive control approach”, ISA transactions, vol. 51, no. 5, pp. 622–31, Sep. 2012.
[14] Rajamani, R.,; Vehicle Dynamics and Control, 1st Edition, USA: Springer, 2006.
[15] Chou, M., and Xia, X., “Optimal cruise control of heavy-haul trains equipped with electronically controlled pneumatic brake systems”, Journal of Control Engineering Practice, vol. 15, pp. 511–519, 2007.
[16] Huang, S., Ren, W., “A Vehicle longitudinal control using throttles and brakes”, Journal of Robotics and Autonomous Systems, vol. 26, pp. 241–253, 1999.
[17] Liang, H., Chong, K. T., No, T., and Yi, S., “Vehicle longitudinal brake control using variable parameter sliding control”, Journal of Control Engineering Practice, vol. 11, pp. 403–411, 2003.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار