طراحی سیستم کنترل هوشمند تعقیب خودرو مبتنی بر تأخیر لحظه ای رفتار راننده وخودرو
چکیده
امروزه، گسترش حمل ونقل و سفرهای جاده ای و بین شهری ایمن به یکی از معیارهای تعیین کننده میزان توسعه یافتگی جوامع مبدل شده است. از این رو، توجه ویژه ای از سوی مجامع علمی، تحقیقاتی و صنعتی به مدیریت، کنترل و بهینه سازی جریان ترافیک، توسعه سیستم های حمل ونقل هوشمند و سیستم های همیار در رانندگی معطوف شده است. در سیستم های کنترلی موجود تعقیب خودرو و حفظ مسیر که بصورت روشن یا خاموش عمل می کنند، هدایت خودرو یا در اختیار راننده است، یا در اختیار سیستم کنترلی. اشکال این نوع سیستم ها آن است که وقتی هدایت خودرو در اختیار سیستم کنترلی است، آزادی عمل راننده سلب می شود و وقتی هدایت خودرو در اختیار راننده است، ایمنی سفر کاهش می یابد. به این دلیل، دستیابی به سیستم کنترلی که علاوه بر تامین آزادی عمل راننده و لذت رانندگی، تامین کننده امنیت خودرو و اجتناب از شرایط غیر ایمن و پرهیز از ناپایداری کلی خودرو باشد، هدف اصلی طراحی های پیشرفته در این زمینه است. در این پژوهش یک سیستم کنترلی هوشمند برای حرکت طولی در فرآیند تعقیب خودرو با در نظر گرفتن رفتار راننده و خودرو طراحی می شود. این سیستم کنترلی به عنوان یک سیستم همیار راننده، علاوه بر آزادی عمل راننده و لذت رانندگی، ایمنی سرنشینان را نیز فراهم می آورد. در انتخاب منطق کنترلی مورد استفاده در سیستم های خودرو، به دلیل وجود عدم قطعیت ها در دینامیک سیستم و به خاطر حضور و دخالت راننده، و همچنین طبیعت غیرخطی جریان ترافیک وپدیده های مرتبط با آن، یک انتخاب مناسب استفاده از منطق و کنترل فازی است که در این رساله مد نظر قرار گرفته است. سیستم کنترلی ارائه شده شامل دو زیر بخش است. بخش اول یک سیستم کنترل مبتنی بر مدل پیش بین رفتار راننده و خودرو است. این زیربخش سیستم کنترلی بر مبنای مدل پیش بین فازی بهبودیافته با استفاده از تاخیر لحظه ای راننده و خودرو، سیگنال های کنترلی را ایجاد می کند. بخش دوم کنترل کننده یکپارچه ساز فازی است که با توجه به اهداف کنترلی یک موازنه میان سیگنال راننده واقعی و سیگنال ایجاد شده توسط کنترل کننده پیش بین مبتنی بر مدل فازی، ایجاد می کند. یک سیستم کنترلی کمک راننده هوشمند با محاسبه هوشیاری راننده توسط محاسبه زاویه سر راننده برای بهبود عملکرد کنترل-کننده فازی یکپارچه ساز طراحی و استفاده می شود. نتایج حاصل از عملکرد سیستم کنترلی طراحی شده با دینامیک طولی راننده خودرو با مقادیر رفتار راننده انسانی در جریان ترافیک واقعی مقایسه شده است. همچنین عملکرد این سیستم کنترلی بصورت راننده در حلقه توسط شبیه ساز رانندگی آساران مورد بررسی قرار گرفته شده است. نتایج آزمایش های عملی و شبیه سازی، دقت و عملکرد بسیار خوب این سیستم را در دستیابی به اهداف کنترلی و کاهش خطا نشان می دهد. در مقایسه با کارهای دیگران، این کنترل کننده دارای سه ویژگی تامین آزادی عمل راننده و لذت رانندگی، تامین امنیت خودرو در شرایط غیرایمن، و پایداری کلی خودرو با توجه به شاخصه ها و معیارهای تعریف شده در رفتارهای رانندگی است.