تعقیب ربات رهبر و اجتناب از موانع متعدد توسط خودرو خودران با گشتاورهای محرک چرخ و فرمان و با استفاده از طراحی مسیر و کنترل ‌‌پیش‌‌بین مدل

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، واحد ایذه، دانشگاه آزاد اسلامی، ایذه، ایران

doi
10.22060/mej.2024.22517.7638
چکیده

این مقاله به بررسی تعقیب ربات رهبر توسط خودرو خودران و مسأله اجتناب از برخورد با موانع می‌پردازد. در این مقاله همانند یک خودرو واقعی، ابعاد هندسی، جرم و ممان اینرسی برای خودرو در نظر گرفته شده است. گشتاور فرمان و گشتاور چرخ محرک، دو ورودی کنترلی هستند. معادلات دینامیک غیرخطی وسیله نقلیه استخراج شده است. ابتدا الگوریتمی برای تغییر جهت وسیله نقلیه برای تعقیب رهبر پیشنهاد می‌شود که به منظور قرارگیری جهت خودرو در جهت مناسب برای تعقیب ربات رهبر طراحی شده است. پس از آن مسیر مناسب برای اجتناب از برخورد با موانع ساکن متعدد و تعقیب رهبر ارائه می‌گردد و سپس از یک کنترل‌کننده پیش‌بین مدل غیرخطی برای دنبال کردن مسیر مرجع استفاده می‌شود. الگوریتم طراحی مسیر براساس تئوری باند الاستیک بوده که عملکرد بسیار خوبی برای عدم برخورد با موانع متعدد و تعقیب ربات رهبر دارد. عملکرد سیستم حلقه بسته از طریق شبیه‌سازی نشان داده شده است. اگرچه خودرو دارای اینرسی است و قیود غیرهولونومیک دارد، شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که دو روش طراحی مسیر با طرح کنترل‌کننده پیش‌بین مدل به خوبی کار می‌کند.