طراحی سیستم خودران برای کاربرد در ITS: تشخیص سلامت و کنترل مقید و مقاوم
تکرار نام مولف :
سید سروش تبادکانی اول
سال نشر :
1398
یادداشت
چکیده
در این پایان نامه، به بررسی وطراحی سیستم خودران و مستقل برای کنترل و نظارت بر سیستم های حمل و نقل هوشمند پرداخته خواهد شد. این چنین سیستمی از دو بخش اصلی نظارت و کنترل تشکیل شده است. در بخش نظارت این سیستم سعی در تشخیص رفتار صحیح جریان، سلامت اندازه گیری ها، اطمینان از عمل کرد درست سنسور ها و تخمین حالت های ترافیکی دارد.
روش های ارائه شده برای تشخیص خطای سنسورها شدیداً وابسته به کاربر می باشند. در این پایان نامه برای رفع این عیب و از بین بردن خطای انسانی، از روش های تشخیص خطا مبتنی بر رؤیت گرها استفاده می شود. در بخش کنترل سیستم حمل و نقل هوشمند، روش های موجود فقط برروی یکی از اهداف کنترلی نظیر مقاومت، بهینگی و یا قابلیت پیاده سازی متمرکز شده اند. از طرفی دیگر، طرح های کنترلی موجود، اکثراً فاقد اثبات پایداری می باشند. به همین جهت، با استفاده از طرحی بر اساس کنترل صفحه ی لغزش مبتنی بر مدل پیش بین، استراتژی کنترلی طراحی می شود. طراحی کنترل کننده بر این اساس، قابلیت پیاده سازی آسان، مقاوم بودن و بهینگی را همزمان برای کنترل جریان فرآهم می آورد. همچنین در این پایان نامه، تابع هدفی نوین مبتنی بر توابع لیاپانوف معرفی می شود که این تابع هدف، همسو با توابع هدف مرسوم در ادبیات کنترل جریان ترافیکی عمل می کند. در ادامه، با استفاده از این تابع معیار، پایداری مجانبی سراسری حلقه بسته برای سیستم دینامیک ترافیکی استفاده می شود.
برای صحت سنجی و بررسی عمل کرد روش های معرفی شده، با استفاده از داده های بزرگراه هوشمند M62 شبیه سازی انجام خواهد شد. در قسمت نظارت نشان داده می شود که روش پیشنهادی، توانایی تشخیص خطاهای متنوع را دارد. پس از بررسی بخش نظارت، به بررسی بخش کنترل پرداخته خواهد شد. در این قسمت، طرح کنترل پیشنهادی این پایان نامه ابتدا فقط برای نرخ بندی رمپ های ورودی استفاده شده است. پس از آن، نشان داده می شود که با برقراری فقط یک شرط، این طرح کنترلی قابلیت گسترش پذیری به استفاده از چندین ابزار کنترلی جریان ترافیک را دارد، در حالی که، پایداری مجانبی و سراسری حلقه بسته¬ی آن حفظ خواهد شد. به این ترتیب، نشان داده خواهد شد که روش پیشنهادی نسبت به روش های مرسوم و پیاده سازی شده فقط با استفاده از نرخ بندی رمپ، 55% بهبود زمان سفر را ارائه خواهد داد. برای روش های کنترل ادغامی ترافیکی نیز نشان داده می شود که 99% بهبود سرعت پردازش و پیاده سازی بدست خواهد آمد. لازم به ذکر است که این دست آوردها همگی در حالی بدست می آیند که دینامیک ترافیک تضمین پایداری دارد.
واژههای کلیدی: کنترل جریان بزرگراه، تشخیص ناهنجاری، فیلتر کالمن، آنالیز مؤلفه های اصلی، کنترل مد لغزشی، کنترل پیش بین