Összetett járműszerelvény tolatásának szabályozása időkésés figyelembevételével
Napjaink egyik legmeghatározóbb és legérdekesebb, egyúttal legnagyobb kihívást jelentő témája a járműmérnöki kutatásokban az önvezető járművek alkalmazásának bevezetése, elterjedése. Ez igazolja jelen dolgozat relevanciáját is, melyben egy összetett, vonóháromszöggel kapcsolt, kéttengelyű vontatmányt tartalmazó járműszerelvény tolatását, illetve annak szabályozását vizsgáljuk. A mai számítástechnikai háttér lehetővé teszi a bonyolult – esetenként csak numerikusan elvégezhető – matematikai műveletek kiértékelését, ezáltal teret nyitva a biztonságosan közlekedő autonóm járművek világa felé.
A dolgozat fő célja az említett járműösszeállítás egyenes vonalon történő, egyenletes sebességgel hátrafele haladó mozgásának biztosítása [1]. A vizsgálatot a járműszerelvény kinematikai, merevkerekes modelljének segítségével végezzük el. A modellt kiegészítjük a kormánymű dinamikájának mint egy PD szabályozóval jellemzett szervomotornak integrálásával. Az így kapott rendszert vizsgáljuk irányíthatósági- és megfigyelhetőségi szempontból, majd a járműszerelvény viselkedésének megismerését követően előírunk egy lineáris, arányos tagokat tartalmazó szabályozó algoritmust a minimális számú állapotváltozók visszacsatolásával. Az eredmények későbbi felhasználhatóságának fontos részét képezi a szabályozási körben fellépő időkésés hatásának vizsgálata, melyre külön hangsúlyt fektetünk a kutatás során [2]. Az elvégzett számítások kiértékelését síkbeli stabilitásdiagramok ábrázolásával szemléltetjük. A kapott eredményeket szimulációkkal verifikáljuk. A különböző kezdeti feltételek mellett indított futtatások egyértelműen láthatóvá teszik a mozgás stabil, avagy instabil voltát, ezzel irányítottan ellenőrizve az elméleti számítások által alkalmasnak bizonyult erősítési tényezők értékét. Továbbá a szimulációk eredményeként kapott mozgást grafikusan is megjelenítjük animáció formájában.
Jelen dolgozat egy lehetséges, tervezett folytatásaként említendő a pályakövető funkció vizsgálata, azaz az egyenesvonalú pálya helyett bonyolultabb íven történő haladás biztosítása, amely lehetővé tenné a felhasználó által tetszőlegesen, érintési pontokkal kijelölt, összetett, kellően sima útvonal bejárását.
[1] Roh, Jae, Woojin Chung. "Reversing Control of a Car with a Trailer Using the Driver Assistance System", International Journal of Advanced Robotic Systems 8(2), June 2011. https://doi.org/10.5772/10578
[2] Insperger T., Stépán G. "Semi-discretization for time-delay systems: stability and engineering applications", Springer, New York, USA, 2011. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-0335-7
