Автоматическое адаптивное управление прицепом автомобиля при движении задним ходом

Рассмотрена задача построения системы помощи водителю автомобиля с прицепом при движении задним ходом, функционирующей при априорной неопределенности параметров управляемого объекта автомобиль--прицеп и неконтролируемых возмущений. Обоснованы математическая модель объекта управления автомобиль--прицеп и основные соотношения, необходимые для синтеза закона управления. Оценены условия устойчивости движения с учетом понятий короткий и длинный прицепы и влияние возмущений. В качестве управляемой переменной использована относительная угловая скорость прицепа, т. е. отнесенная к скорости автомобиля. Сформирован адаптивный закон управления по отклонению управляемых колес автомобиля для достижения заданного водителем значения регулируемой переменной с использованием неявной эталонной модели. Априорная неопределенность устранена путем приблизительной оценки длины прицепа и текущей параметрической идентификации математической модели объекта управления. Текущие оценки, доставляемые идентификатором, использованы для синтеза закона управления. Обоснование функционирования адаптивной системы управления основано на упрощенных условиях адаптируемости. Синтезированный закон управления направлен на предотвращение достижения угла складывания при коротком прицепе и ограничение угла сцепки при длинном. Предложено автоматическое формирование предупреждающих сигналов, в частности о складывании прицепа, приведены модельные примеры, показывающие эффективность предлагаемой системы управления

Литература

[1] Bin Y., Shim T., Feng N., et al. Path tracking control for backing-up tractor-trailer system via model predictive control. Proc. CCDC, 2012, pp. 198--203. DOI: https://doi.org/10.1109/CCDC.2012.6242930

[2] Werling M., Reinish P., Heidingsfeld M., et al. Reversing the general one-trailer system: asymptotic curvature stabilization and path tracking. IEEE Trans. Intell. Transp. Syst., 2014, vol. 15, no. 2, pp. 627--636. DOI: https://doi.org/10.1109/TITS.2013.2285602

[3] Lavoie E.M., Trombley R.A., Nave C., et al. Trailer backup assist system. Patent US 9248858. Appl. 22.10.2013, publ. 02.02.2016.

[4] Josef V. Trailer backing-up assistant using ultrasound sensors based control units to safely back-up the car with trailer. Proc. 17th Int. Conf. on Mechatronics --- Mechatronika (ME). Prague, 2016, pp. 1--6.

[5] Pilutti T.E., Trombley R.A., Hafner M., et al. Control for trailer backup assist system. Patent US 9493187. Appl. 15.11.2016, publ. 18.04.2018.

[6] Hafner M., Pilutti T. Control for automated trailer backup. SAE Tech. Paper, 2017, no. 2017-01-0040. DOI: https://doi.org/10.4271/2017-01-0040

[7] Lavoie E.M., Kyrtsos C. Trailer curvature control with adaptive trailer length estimation. Patent US 9623904. Appl. 12.01.2015, publ. 18.04.2017.

[8] Круглов С.П., Ковыршин С.В., Шорников К.А. Адаптивная система помощи при движении задним ходом автомобиля с прицепом. Патент РФ 2702199. Заявл. 12.03.2018, опубл. 04.10.2019.

[9] Краткий автомобильный справочник НИИАТ. Т. 2, 4. М., Транспорт, 2004.

[10] Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств. М., Машиностроение, 1989.

[11] Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М., Наука, 1986.

[12] Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя. М., Наука, 1991.

[13] Круглов С.П. Сходимость невязки идентификации в системе управления с параметрической адаптацией. Информационные технологии и математическое моделирование в управлении сложными системами, 2019, № 1. URL: https://ismm.irgups.ru/en/node/143

[14] Круглов С.П. Условия адаптируемости систем управления с идентификатором и эталоном. Saarbucken, LAMBERT Academic Publ., 2012.

[15] Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. М., Горячая линия--Телеком, 2009.