Formációban haladó járművek irányítása

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Lantos Béla
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

Ebben a diplomatervben nemlineáris dinamikával rendelkező földi- és vízi járműcsoportok formáció irányítási kérdéseivel foglalkoztam. A formáció irányítás olyan szabályozási törvények megalkotását követeli meg, ami az egyes járműveket a pálya- és/vagy sebességelőírások betartására kényszerítik, ill. a járműveket mozgásuk során a kívánt alakzatban tartják. A formáció irányítási probléma megoldásához, illetve a szabályozók a megtervezéséhez nemzeközileg elismert kutató-mérnökök publikációit, és az ezekben megtalálható mérvadó szabályozástechnikai irányzatokat használtam fel.

Az első részben, hierarchikus struktúrára épülő formáció stabilizáló módszer tervezését mutatom be földi- és vízi járművek esetére. A struktúra egy magas szintű potenciál függvény alapú, illetve egy alacsony szintű inverz dinamikára épülő szabályozás összekapcsolásából áll. Az alacsony szintű szabályozás linearizálja az eredeti jármű dinamikát, amivel a formáció stabilizálása könnyedén garantálható egy külső, passzív visszacsatolással.

A második részben vízi járművek robusztus kimeneti manőverezését oldom meg passzivitás alapú szinkronizált formáció irányítással. Az irányítást két szabályozási módszerre mutatom be. Az egyik a pályaparaméterek szinkronizáló jeleit előállító, illetve az ezzel kaszkád kapcsolásban lévő pályakövető rendszerből áll. A másik rendszerben az előbb említett szinkronizációs kör kerül kiegészítésre a pályahiba-visszacsatolással, amivel robusztusabb szabályozás érhető el jármű és kommunikációs meghibásodások esetén. A szabályozókat robusztus rekurzív eljárással, ú.n. backstepping technikával terveztem és a hajók koordináláshoz passzivitás-elméleti eszközöket használtam fel.

A harmadik tervezési eljárás a többtest rendszerek analitikus mechanikájára és Lagrange-multiplikátorokra épül. A formáció koordinált mozgását kényszerfüggvények segítségével oldottam meg, amik a járművek közötti mechanikai kényszereket képezik le analitikus formában. Ezeket az erőket PD szabályozáson keresztül csatoltam a rendszerhez, amivel a szabályozási kör stabilitása garantálható.

A megvalósításhoz a MATLAB/Simulink™ szoftver környezet alkalmaztam, és létrehoztam egy grafikus kezelőfelületet, amivel a szabályozások a feladat által meghatározott mélységig vizsgálhatók.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.