Optimización del Controlador Programado por Ganancias para un Sistema de Dirección Activa de Remolque Utilizando un Algoritmo Evolutivo
Autores: Qureshi, Khizar; Liscano, Ramiro; He, Yuping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Optimización del Controlador Programado por Ganancias para un Sistema de Dirección Activa de Remolque Utilizando un Algoritmo Evolutivo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Oscilación del remolque
Tijera
Vuelco
Dirección activa del remolque
Regulador cuadrático lineal
Algoritmo de optimización evolutiva GDE3
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Las combinaciones de coche y remolque pueden experimentar modos de movimiento inestables como el balanceo del remolque, el bloqueo de dirección y el vuelco, que pueden llevar a accidentes fatales. Estos movimientos inestables se pueden mitigar con el uso de un sistema de dirección activa del remolque (ATS). Estudios previos en ATS han utilizado el regulador cuadrático lineal (LQR) como controlador ATS, pero para muchos de estos diseños se asumió que los parámetros del vehículo y de operación eran constantes. En realidad, los parámetros del vehículo y de operación pueden variar y tener un impacto en la estabilidad de una combinación de coche y remolque. En este documento, las matrices de ponderación del controlador LQR se determinan utilizando el algoritmo de optimización evolutiva GDE3 con el objetivo de abordar el compromiso de diseño entre minimizar el rendimiento de seguimiento de trayectoria del coche-remolque a bajas velocidades del vehículo y minimizar la amplificación hacia atrás a altas velocidades del vehículo. La efectividad del enfoque se demuestra utilizando un modelo de simulación numérica de coche-remolque desarrollado en el simulador CarSim. Nuestros resultados muestran que el controlador de programación de ganancia ajustada multiobjetivo supera a un controlador de programación de ganancia no ajustada en términos de mejorar la estabilidad lateral y el rendimiento de seguimiento de trayectoria de las combinaciones de coche y remolque en maniobras de cambio de carril en una sola dirección con el conductor en el bucle a una velocidad constante del vehículo.
Descripción
Las combinaciones de coche y remolque pueden experimentar modos de movimiento inestables como el balanceo del remolque, el bloqueo de dirección y el vuelco, que pueden llevar a accidentes fatales. Estos movimientos inestables se pueden mitigar con el uso de un sistema de dirección activa del remolque (ATS). Estudios previos en ATS han utilizado el regulador cuadrático lineal (LQR) como controlador ATS, pero para muchos de estos diseños se asumió que los parámetros del vehículo y de operación eran constantes. En realidad, los parámetros del vehículo y de operación pueden variar y tener un impacto en la estabilidad de una combinación de coche y remolque. En este documento, las matrices de ponderación del controlador LQR se determinan utilizando el algoritmo de optimización evolutiva GDE3 con el objetivo de abordar el compromiso de diseño entre minimizar el rendimiento de seguimiento de trayectoria del coche-remolque a bajas velocidades del vehículo y minimizar la amplificación hacia atrás a altas velocidades del vehículo. La efectividad del enfoque se demuestra utilizando un modelo de simulación numérica de coche-remolque desarrollado en el simulador CarSim. Nuestros resultados muestran que el controlador de programación de ganancia ajustada multiobjetivo supera a un controlador de programación de ganancia no ajustada en términos de mejorar la estabilidad lateral y el rendimiento de seguimiento de trayectoria de las combinaciones de coche y remolque en maniobras de cambio de carril en una sola dirección con el conductor en el bucle a una velocidad constante del vehículo.