طراحی کنترلر (LQR) برای هدایت اتومبیل و حفظ فاصله طوبی از اتومبیل راهنمای و تست کنترلر در برابر اغتشاشات و عدم قطعیت

امروزه سیستم های هوشمند در حوزه حمل و نقل شهری توسعه فراوانی داشته اند. حضور شرکت های مختلف در این زمینه، باعث تولید وسایل نقلیه هوشمند از جمله اتومبیل های خودگردان، هواپیماهای بدون سرنشین شده است. هسته اصلی این وسایل نقلیه که وظیفه تصمیم گیری و هدایت آن ها را دارد، کنترلرهایی است که توسط مهندسین کنترل، طراحی می شوند. سیستم توصیف شده در این مقاله شامل یک اتومبیل راهنما و یک اتومبیل پیرو است. هدف این است که اتومبیل پیرو در تمام لحظات فاصله ایمن خود را نسبت به اتومبیل راهنما حفظ کند و همچنین با افزایش یا کاهش سرعت اتومبیل راهنما، اتومبیل پیرو نیز سرعت خود را به شکل متناسب تغییر دهد. برای این منظور ابتدا روش کنترلی غیربهینه جایابی قطب استفاده شده و سپس کنترلر بهینه LQR طراحی شده است. با مقایسه پاسخ های سیستم حلقه بسته، مشاهده شده است که کنترلر بهینه LQR، عملکرد مطلوب تری نسبت به روش کنترلری غیربهینه جایابی قطب دارد. در نهایت با افزودن اغتشاش و عدم قطعیت مانند گاز و ترمز ناگهانی اتومبیل راهنما، عملکرد کنترلر و سیستم حلقه بسته بررسی شده است و نتایج نشان می دهد که کنترلر به خوبی طراحی شده و اتومبیل پیرو در برابر این اغتشاشات مقاوم بوده و عملکرد مطلوبی را از خود نشان می دهد.