Un Nuevo Controlador Predictivo Basado en Lógica Difusa Conmutada para un Eficiente Seguimiento de Trayectorias de Vehículos de Dirección Articulada
Autores: Chen, Xuanwei; Cheng, Jiaqi; Hu, Huosheng; Shao, Guifang; Gao, Yunlong; Zhu, Qingyuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un Nuevo Controlador Predictivo Basado en Lógica Difusa Conmutada para un Eficiente Seguimiento de Trayectorias de Vehículos de Dirección Articulada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Introduce
Lógica difusa
Control predictivo de modelos
Vehículos de dirección articulada
Seguimiento de trayectorias
Condiciones de la carretera
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un novedoso algoritmo de control predictivo basado en modelos (MPC) con lógica difusa para vehículos de dirección articulada, abordando desafíos significativos en el seguimiento de trayectorias debido a las condiciones variables de la carretera y las velocidades del vehículo. Los controladores tradicionales basados en un solo modelo y parámetros tienen dificultades con los errores de seguimiento y las ineficiencias computacionales en diversas condiciones operativas. Por lo tanto, se desarrolla primero un algoritmo MPC basado en cinemática, que muestra un fuerte rendimiento en tiempo real pero enfrenta problemas de precisión en superficies de baja adherencia y a altas velocidades. Luego, se diseña un algoritmo MPC basado en dinámica de 4 grados de libertad para mejorar la precisión del seguimiento y la estabilidad del control. La solución propuesta es una estrategia MPC conmutada, que integra un sistema de control difuso que cambia dinámicamente entre algoritmos MPC basados en cinemática y en dinámica según los indicadores de error, tiempo de solución y ángulo de rumbo. Posteriormente, se realizan pruebas de simulación utilizando SIMULINK y ADAMS para verificar el rendimiento del algoritmo propuesto. Los resultados confirman que este algoritmo MPC basado en lógica difusa puede mitigar eficazmente las desventajas de los enfoques de un solo modelo, asegurando un seguimiento de trayectorias preciso, estable y eficiente en diversas condiciones de adherencia de la carretera.
Descripción
Este documento presenta un novedoso algoritmo de control predictivo basado en modelos (MPC) con lógica difusa para vehículos de dirección articulada, abordando desafíos significativos en el seguimiento de trayectorias debido a las condiciones variables de la carretera y las velocidades del vehículo. Los controladores tradicionales basados en un solo modelo y parámetros tienen dificultades con los errores de seguimiento y las ineficiencias computacionales en diversas condiciones operativas. Por lo tanto, se desarrolla primero un algoritmo MPC basado en cinemática, que muestra un fuerte rendimiento en tiempo real pero enfrenta problemas de precisión en superficies de baja adherencia y a altas velocidades. Luego, se diseña un algoritmo MPC basado en dinámica de 4 grados de libertad para mejorar la precisión del seguimiento y la estabilidad del control. La solución propuesta es una estrategia MPC conmutada, que integra un sistema de control difuso que cambia dinámicamente entre algoritmos MPC basados en cinemática y en dinámica según los indicadores de error, tiempo de solución y ángulo de rumbo. Posteriormente, se realizan pruebas de simulación utilizando SIMULINK y ADAMS para verificar el rendimiento del algoritmo propuesto. Los resultados confirman que este algoritmo MPC basado en lógica difusa puede mitigar eficazmente las desventajas de los enfoques de un solo modelo, asegurando un seguimiento de trayectorias preciso, estable y eficiente en diversas condiciones de adherencia de la carretera.