Formula Student autó kerékszlip szabályzása PID és csúszómód szabályzóval
A kutatás célja egy Formula Student autó kerékszlip szabályzó algoritmusának megtervezése kétféle szabályzási módszer alapján, azok tesztelése és összehasonlítása.
A dolgozatban először bemutatásra kerül az autó, annak főbb komponensei. Részletezem az autó fejlesztési szempontjait, az alkalmazott technikákat, illetve, azt, hogy a dolgozat témájának választott feladat hogyan épül ebbe be. Ezt követi a probléma leírása, ami a gumikarakterisztikából adódó optimális szlipre való szabályzást jelenti. Ezután egy ilyen jármű (elektromos versenyautó) kerékszlip szabályzásához használt általános módszerek kerülnek felsorolásra. Ez a Model Predictive Control, neurális háló, PID szabályzó, valamint csúszómód szabályzó összehasonlítását foglalja magában. Kitérek ezek előnyeire és hátrányaira, megindokolva, hogy egy Formula Student versenyautó fejlesztése esetén miért az utóbbi kettő alkalmazása a célszerű.
Ezt követően a PID és csúszómód szabályzó algoritmus tervezését és annak Carmaker szoftverben való tesztelését ismertetem. Az elméleti áttekintést követően a hangsúly a megvalósításhoz elengedhetetlen komponensek fejlesztésére kerül. Ez a PID szabályzó esetén az "anti-windup" logika fejlesztését és tesztelését jelenti, míg a csúszómód szabályzónál a csattogás megszüntetését, valamint egy, a vonóerőt becslő állapotbecslő fejlesztését foglalja magában. A csúszómód szabályzó esetén bemutatok egy saját hosszirányú modellt is Matlab/Simulink környezetben, amely segítségével egyszerűbbé vált a szabályzó fejlesztésének korai szakasza. A tesztelésnél szó esik a különböző, gyakorlatban használatos szabályzó hangolási eljárásokról. Megvizsgálom továbbá a különböző paraméterek bizonytalanságából származó hatásokat, biztosítva ezzel, hogy a szabályzó a valóságban is robusztusan működik.
Végül valós teszteken kerül összehasonlításra a két módszer. Ennek főbb szempontjai a minőségi jellemzők, illetve a robusztusság változó útviszonyokkal vagy- önvezető mód esetén- csökkenő tömeggel szemben. Zárásként a későbbi fejlesztési lehetőségeket részletezem, kitérve a sebességbecslés és egyéb állapotbecslés fontosságára.
szerző
-
Alföldi Ádám
Járműmérnöki
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Fényes Dániel
Doktorandusz, Közlekedés- és Járműirányítási Tanszék
