Ин таҳқиқот барои беҳтар кардани ҳаракати фаврии канорагирӣ аз монеа дар воситаҳои нақлиёти зеҳнӣ дар роҳҳои сохторбандишуда ҳам дар сатҳи банақшагирӣ ва ҳам дар сатҳи идоракунӣ Майдони Потенсиалии Сунъии такмилёфта (Artificial Potential Field, APF), ҳамворкунии траектория бо полиноми дараҷаи ҳафтум, Идоракунии Пешгӯии Моделии мутобиқшавандаи норавшан (Model Predictive Control, MPC) ва идоракунии суръати PID-и норавшанро дар як сохтор муттаҳид мекунад. Дар симулятсияҳои муштараки MATLAB/Simulink 2023b ва CarSim 2022.0 сенарияҳои як монеаи собит, ду монеаи собит ва ду монеаи ҳаракаткунанда баррасӣ шудаанд. Дар ҳолати ду монеаи собит, хатои қуллавии пайгирии паҳлуӣ, ки дар MPC-и анъанавӣ тақрибан ба 0,7 m мерасид, бо MPC-и норавшан ба ҳудуди дохили 0,1 m коҳиш дода шуд; дар сенарияи ду монеаи ҳаракаткунанда суръати восита, ки бо PID-и анъанавӣ то тақрибан 67 km/sa паст мешуд, бо PID-и норавшан дар ҳудуди тақрибан 78–80 km/sa нигоҳ дошта шуд. Бо вуҷуди ин, ин натиҷаҳо натиҷаҳои симулятсионӣ мебошанд; таҳқиқот далели амният ё муваффақияти саҳроиро дар шароити воқеии воситаи нақлиёт пешниҳод намекунад.

Тағйироти асосӣ дар қабати банақшагирӣ ин аст, ки APF-и классикӣ танҳо ҳамчун майдони содае истифода намешавад, ки ба ҳадаф мекашад ва аз монеа тела медиҳад. Муҳаққиқон ҳадди тӯлиеро, ки ба масофаи боздорӣ вобаста аст, сарҳади майдони потенсиалии муассиреро, ки таъсири монеаро бо масофаи муайян маҳдуд мекунад, ва омилҳои шакли синусоидалӣ илова кардаанд. Ҳадаф коҳиш додани мушкилоти APF-и классикӣ, аз ҷумла дар минимуми маҳаллӣ мондан, аз монеаҳои дур бе зарурат таъсир гирифтан ва тавлиди роҳи канорагирии тезу номунтазам мебошад.

Роҳи дискретии канорагирӣ аз монеа, ки тавлид шудааст, мустақиман ба идоракунанда дода нашудааст. Роҳ бо сегментҳои полиноми дараҷаи ҳафтум ҳамвор карда шудааст, ки на танҳо мавқеъ, балки пайвастагии суръат, шитоб ва jerk-ро низ ҳадаф мегиранд. Ҳамин тавр мақсад гузошта шудааст, ки ба идоракунандаи пайгирӣ траекторияи истинодии муназзамтар дода шавад. Дар идоракунии паҳлуӣ уфуқи пешгӯӣ ва уфуқи идоракунии MPC вобаста ба хатои паҳлуӣ ва суръати тағйири хато тавассути мантиқи норавшан дар даври идоракунӣ тағйир дода мешаванд, дар идоракунии суръати тӯлӣ бошад, коэффициентҳои PID низ тавассути хулосабарории норавшан танзим мешаванд.

Аз нигоҳи Туркия: Таҳқиқот дар роҳҳои Туркия ё дар парки воқеии воситаҳои нақлиёти Туркия анҷом дода нашудааст. Ба барномаҳои воқеии Туркия мустақиман интиқол додани роҳ, соиши шина–роҳ, параметрҳои воситаи нақлиёт ва сенарияҳои ҳаракати дар таҳқиқот истифодашуда аз ҷиҳати илмӣ дуруст нест. Барои арзёбии қобили татбиқ дар Туркия тасдиқи маҳаллӣ бо геометрияҳои гуногуни роҳ, шароити рӯйпӯш ва соиш, динамикаи восита, ҳамкории ҳаракати зич ва озмоишҳои воқеии восита зарур аст. Аз ин рӯ, таҳқиқот барои Туркия натиҷаи мустақими амнияти ронандагии худмухторро не, балки меъмории банақшагирӣ–идоракуниеро пешниҳод мекунад, ки қобили таҳқиқ аст.

Мушкилоти асосии таҳқиқот чист?

Канорагирии фаврӣ аз монеа танҳо масъалаи ёфтани роҳе нест, ки бархӯрди воситаи нақлиётро бо монеа пешгирӣ кунад. Роҳи тавлидшуда бояд аз ҷониби восита дар вақти воқеӣ пайгирӣ карда шавад, ҳаракатҳои рул набояд аз ҳад тез бошанд, хатои паҳлуӣ ва ҳаракати yaw бояд маҳдуд монанд ва суръати тӯлӣ набояд беназорат коҳиш ёбад. Аз ин рӯ, хуб кор кардани банақшагир ва идоракунандаи пайгирӣ ба таври мустақил шояд кофӣ набошад; ду қабат бояд бо ҳам мутобиқ бошанд.

Мушкилоти аввале, ки муҳаққиқон баррасӣ мекунанд, ин аст, ки усули классикии Майдони Потенсиалии Сунъӣ метавонад ба минимумҳои маҳаллӣ ворид шавад, таъсири монеаро дар минтақае аз ҳад васеъ эҳсос кунад ва дар натиҷаи банақшагирии дискретӣ роҳҳои канорагирии кофӣ ҳамвор тавлид накунад. Мушкилоти дуюм ин аст, ки MPC бо уфуқҳои собити пешгӯӣ ва идоракунӣ ҳангоми канорагирии фаврӣ, вақте хатои паҳлуӣ зуд тағйир меёбад, на ҳамеша ба як андоза муносиб рафтор мекунад.

Дар таҳқиқот ҷумлаи алоҳидаи расмии «гипотеза» муайян нашудааст. Пешниҳоди асосие, ки тарҳи усул месанҷад, чунин аст: аз нав шакл додани майдони монеаи APF, ҳамвор кардани роҳ бо пайвастагии дараҷаи баланд ва мутобиқ кардани параметрҳои MPC/PID тавассути мантиқи норавшан дар даври идоракунӣ метавонад нисбат ба равиши асосии APF + MPC/PID-и собит банақшагирии ҳамвортар ва пайгирии устувортар таъмин кунад.

Майдони Потенсиалии Сунъии такмилёфта чӣ гуна кор мекунад?

Дар равиши APF нуқтаи ҳадаф майдони потенсиалиеро ба вуҷуд меорад, ки воситаи нақлиётро ба сӯи худ мекашад, монеаҳо ва сарҳадҳои роҳ бошанд майдонҳои тела диҳандаро эҷод мекунанд, ки воситаро дур месозанд. Бо ҳаракат додани восита дар самте, ки ҷамъбасти ин майдонҳо муайян мекунад, роҳи канорагирӣ сохта мешавад.

Дар таҳқиқот ҳадди бехатарии тӯлӣ, ки ба масофаи боздорӣ алоқаманд аст, чунин муайян шудааст:

\[ D_b=\frac{M(v_1^2-v_2^2)}{8F_m}+\frac{L_l}{2} \]

Дар ин ҷо \(F_m\) қувваи максималии боздории як чарх ва арзиши 3000 N-и дар таҳқиқот истифодашударо; \(v_1\) суръати тӯлии воситаи асосӣ, \(v_2\) суръати тӯлии воситаи монеа; ва \(L_l\) дарозии воситаро ифода мекунад. Дар ҷадвали параметрҳои модел массаи восита 1560 kg дода шудааст. Бо вуҷуди ин, дар шарҳи аломатҳо зери Таносуби (1) \(M\) алоҳида таъриф нашудааст; бинобар ин, пайванди он ки \(M\) массаи воситаро ифода мекунад, аз рӯи параметрҳои модел фаҳмида мешавад.

Агар масофаи тӯлӣ то монеа дар дохили \(D_b\) бошад, майдони пурқуввати тела додан татбиқ мешавад. Агар масофа байни \(D_b\) ва масофаи максималии майдони потенсиалии муассир \(D_t\) бошад, тавассути функсияи гузариш таъсири тела кам карда мешавад. Вақте масофа аз \(D_t\) зиёд мешавад, таъсири майдони тела диҳандаи монеа амалан қатъ мегардад. Ин маҳдудият пешгирӣ кардани таъсири монеа ба банақшагирии қисмҳои бе зарурат дури роҳро ҳадаф мегирад.

Ҷузъҳои паҳлуӣ ва тӯлии қувваи умумии майдони потенсиалӣ бо мантиқи зерин якҷо карда мешаванд:

\[ F_{x,P}=F_{x,road}+F_{x,att}+F_{x,obs} \]

\[ F_{y,P}=F_{y,road}+F_{y,att}+F_{y,obs} \]

Дар ин ҷо “road” саҳми сарҳадҳои роҳ, “att” саҳми майдони ҷалбкунандаи ҳадаф ва “obs” саҳми майдони тела диҳандаи монеаро ифода мекунад. Таҳқиқот инчунин бо истифода аз майдони потенсиалии вобаста ба маркази роҳ маҳдуд кардани каҷравии аз ҳад зиёди паҳлуӣ баъд аз канорагирӣ ва осон кардани бозгашти восита ба хатти ҳаракатро ҳадаф мегирад.

Ҳадди истифодашуда дар майдони потенсиалии монеа \(P_t=0{,}01\) мебошад. Коэффициенти сустшавии тӯлӣ \(c_2\) тавре муайян шудааст, ки арзиши майдон дар сарҳади \(D_b\) то ин ҳад поён равад. Омилҳои шакли синусоидалӣ бошанд шакли тӯлии минтақаи монеаро тағйир дода, коҳиш додани рафтори минимуми маҳаллӣ дар APF-и классикӣ ва барвақттар оғоз шудани канорагириро ҳадаф мегиранд.

Вектори умумии майдони потенсиалӣ ва бузургии он:

\[ F_P= \begin{bmatrix} F_{x,P}\\ F_{y,P} \end{bmatrix}, \qquad R_F=\|F_P\|_2=\sqrt{F_{x,P}^{2}+F_{y,P}^{2}} \]

муайян шудааст. Сипас роҳ дар самти нормализатсияшудаи қувва ба таври итеративӣ нав карда мешавад:

\[ X_{j+1}=X_j+l\frac{F_P}{R_F} \]

Дар ин ҷо \(X_j=[X_j,Y_j]^T\) мавқеи воситаро дар итератсияи дахлдор ва \(l\) қадами итератсияро ифода мекунад. Гарчанде роҳи дар ин марҳила ҳосилшуда метавонад аз монеа канора гирад, аз нуқтаи назари идоракунанда метавонад номуназзамии маҳаллиро нигоҳ дорад; аз ин рӯ ба марҳилаи дуюми ҳамворкунӣ гузаронида мешавад.

Чаро полиноми дараҷаи ҳафтум истифода шудааст?

Дар оғоз ва анҷоми ҳар сегменти роҳ барои мавқеъ, суръат, шитоб ва jerk чор шарти алоҳида татбиқ мешавад, ки дар маҷмӯъ ҳашт шарти сарҳадиро ба вуҷуд меорад. Аз ин рӯ, муҳаққиқон полиноми дараҷаи ҳафтум бо ҳашт коэффициентро истифода кардаанд. Барои параметри нормализатсияшудаи \(\tau\in[0,1]\):

\[ x(\tau)=a_{x0}+a_{x1}\tau+a_{x2}\tau^2+a_{x3}\tau^3+ a_{x4}\tau^4+a_{x5}\tau^5+a_{x6}\tau^6+a_{x7}\tau^7 \]

\[ y(\tau)=a_{y0}+a_{y1}\tau+a_{y2}\tau^2+a_{y3}\tau^3+ a_{y4}\tau^4+a_{y5}\tau^5+a_{y6}\tau^6+a_{y7}\tau^7 \]

шакл истифода мешавад. Ҳадаф ин аст, ки сегментҳо пайвастагии \(C^3\) дошта бошанд, ки танҳо бо мавқеъ маҳдуд нашуда, то ҳосилаи сеюм идома меёбад. Дар таҳқиқот барои ҳар сегмент seg = 20 нуқтаи роҳ истифода шуда, сипас барои кам кардани садои ҳосилавӣ филтри миёнаи ҳаракаткунанда бо дарозии W = 200 татбиқ шудааст.

Ёддошти таносуб дар дохили манбаъ: Дар матни нашршуда сатри охирини шартҳои сарҳадии координатаи \(y\) бори дуюм ба шакли \(y(0)=y_0\) ва ҳосилаҳои сифрӣ навишта шудааст. Аммо вектори \(b_y=[y_0,0,0,0,y_1,0,0,0]^T\), ки фавран баъд дода шудааст, нишон медиҳад, ки нуқтаи ниҳоии дуюм \(y_1\) мебошад. Дар ин шарҳи Verianla номувофиқии чопии манбаъ пинҳон карда нашудааст; мақсади системаи математикӣ тавассути вектори \(b_y\) ва шарҳи пайвастагии C3, ки дар манбаъ дода шудаанд, баён мешавад.

MPC барои пайгирии паҳлуӣ чӣ гуна сохта шудааст?

Дар идоракунии пайгирӣ модели кинематикии восита, ки ба маркази меҳвари қафо асос ёфтааст, истифода шудааст. Мавқеи ҷаҳонии восита \(X_r,Y_r\), кунҷи yaw \(\varphi\), суръат дар маркази меҳвари қафо \(v_r\), кунҷи эквивалентии рули чархи пеш \(\delta_f\) ва базаи чархҳо \(l\) бо:

\[ \dot X_r=v_r\cos\varphi \]

\[ \dot Y_r=v_r\sin\varphi \]

\[ \dot\varphi=\frac{v_r\tan\delta_f}{l} \]

таносубҳо истифода шудаанд. Вектори ҳолат \(\xi=[X_r,Y_r,\varphi]^T\) ва вуруди идоракунӣ \(u=[v_r,\delta_f]^T\) мебошад. Модел дар атрофи траекторияи истинодӣ тавассути густариши Taylor хаттӣ карда шуда, ҳадҳои дараҷаи баланд сарфи назар ва бо усули Euler-и пеш дискритизатсия шудаанд.

Ёддошти манбаъ: Дар махраҷи элементи охирини матритсаи \(B_{k,t}\), ки дар Таносуби (21) дода шудааст, ифодаи \(\cos^2 v_r\) дар шакли нашршуда дида мешавад. Азбаски \(v_r\) дар манбаъ ҳамчун тағйирёбандаи суръат муайян шудааст, ин навишт эҳтимоли номувофиқии нотатсионӣ/чопӣ дорад ва таваҷҷуҳ талаб мекунад. Ифодаи манбаъ бе шарҳ бо аломати дигар иваз нашудааст.

MPC кӯшиш мекунад фарқи байни баромади пешгӯишуда ва траекторияи истинодӣ ва тағйироти вуруди идоракуниро дар як масъалаи оптимизатсия кам кунад. Сохтори умумии пешгӯӣ:

\[ Y(t)=\Phi\chi(t|t)+\Theta\Delta U(t) \]

мебошад. Функсияи мақсад дар манбаъ дар Таносуби (25) хатои пайгирӣ, афзоишҳои идоракунӣ ва тағйирёбандаи нармкунандаро якҷо дар бар мегирад.

Ёддошти вазн дар манбаъ: Дар шакли чопии Таносуби (25) зери ҳам нормаи хатои пайгирӣ ва ҳам нормаи афзоиши идоракунӣ \(Q\) оварда шудааст; аммо шарҳи ҳамон таносуб вазни афзоиши идоракуниро \(R\) муайян мекунад ва баъдтар дар матритсаи Hessian-и Таносуби (27) \(2\Theta^TQ\Theta+R\) истифода мешавад. Аз ин рӯ, байни Таносуби (25) ва шарҳ/Таносуби (27) дар манбаъ номувофиқии нишонгузорӣ вуҷуд дорад.

MPC-и норавшан аз MPC-и собит чӣ фарқ дорад?

Дар сохтори анъанавӣ уфуқи пешгӯӣ \(N_p\) ва уфуқи идоракунӣ \(N_c\) арзишҳои собити пешакӣ муайяншуда мебошанд. Дар таҳқиқот ду идоракунандаи алоҳидаи норавшан хатои паҳлуӣ \(e_y\) ва суръати тағйири хатои паҳлуиро ҳамчун вуруд истифода карда, ин ду уфуқро дар даври идоракунӣ танзим мекунанд.

Агар хатои паҳлуӣ калон ва зуд тағйирёбанда бошад, қобилияти дидани пеш бо уфуқҳои дарозтар афзоиш дода мешавад; агар хато хурд ва сусттар тағйир ёбад, ба уфуқҳои кӯтоҳтар мегузаранд, то бори ҳисоббарории нолозим кам шавад. Барои defuzzification усули маркази вазн истифода шудааст.

Чаро суръати тӯлӣ бо PID-и норавшани алоҳида идора шудааст?

Вуруди идоракунии тӯлӣ хатои байни суръати воқеӣ ва суръати матлуб мебошад:

\[ e(t)=v_{x,ref}(t)-v_x(t) \]

мебошад. Суръати тағйири хато бо фарқи дискретӣ ва давраи намунагирии \(T_s=0{,}001\) s ҳисоб карда мешавад:

\[ \dot e\approx\frac{e(k)-e(k-1)}{T_s} \]

Пеш аз додани ду вуруд ба системаи норавшан:

\[ E=\operatorname{sat}\left(\frac{e}{20}\right), \qquad EC=\operatorname{sat}\left(\frac{\dot e}{40}\right) \]

ба диапазони аз −1 то +1 маҳдуд карда мешаванд. Барои ҳар ду вуруд се маҷмӯи секунҷаии норавшан бо номҳои N (манфӣ), Z (сифр/хурд) ва P (мусбат) истифода шудаанд.

Коэффициентҳои ибтидоии PID ва миқёсҳои ислоҳи норавшан:

дода шудаанд. Коэффициентҳои навшуда:

\[ K_p=K_{p0}+\alpha_p dK_p,\qquad K_i=K_{i0}+\alpha_i dK_i,\qquad K_d=K_{d0}+\alpha_d dK_d \]

мебошанд. Ҳамин тавр, бо тағйир ёфтани бузургӣ ва самти тағйири хатои суръат таъсири пропорсионалӣ, интегралӣ ва дифференсиалии идоракунанда собит намемонанд, балки дар даври идоракунӣ танзим мешаванд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад ва дастгирӣ намекунад

Натиҷае, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад: Дар шароити муайяншудаи симулятсияи муштараки CarSim–MATLAB/Simulink омезиши APF-и такмилёфта, ҳамворкунии дараҷаи ҳафтум, MPC-и норавшан ва PID-и норавшан нисбат ба сохторҳои асосии APF ва MPC/PID-и собит хатои камтари пайгирии паҳлуӣ, ларзишҳои камтари yaw/yaw-rate ва пайгирии устувортари суръати тӯлиро ба вуҷуд овардааст.

Натиҷае, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад: Таҳқиқот нишон намедиҳад, ки дар ҳаракати воқеӣ садамаҳо пешгирӣ шудаанд, система дар воситаи воқеӣ бехатар аст, дар ҳамаи геометрияҳои роҳ ҳамон натиҷа ба даст меояд ё эътимоднокӣ дар муҳити зич ва номуайяни бисёрвосита исбот шудааст. Натиҷаҳо ба сенарияҳои муайяншудаи симулятсияи муштарак тааллуқ доранд.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Муҳити симулятсияи муштарак

Платформаи тасдиқ ба симулятсияи муштараки ҳалқаи пӯшидаи MATLAB/Simulink 2023b ва CarSim 2022.0 асос ёфтааст. Модели пешгӯии дохилии MPC барои кам кардани бори ҳисоббарорӣ кинематикӣ нигоҳ дошта шудааст, дар ҳоле ки ҳаракати ниҳоии восита дар муҳити дақиқтари динамикаи воситаи CarSim арзёбӣ шудааст.

Сенарияи як монеаи собит

Воситаи асосӣ бо суръати 72 km/sa ҳаракат кардааст, монеаи собит 50 m пеш ҷойгир карда шуда, нуқтаи ҳадаф 1000 m муайян шудааст. Пас аз ошкор кардани монеа восита ба хатти ҳамсоя мегузарад, аз монеа гузашта, ба хатти ибтидоӣ бармегардад.

Хатои паҳлуӣ дар MPC-и анъанавӣ тақрибан байни −0,23 m ва +0,16 m тағйир ёфтааст, дар MPC-и норавшан бошад тақрибан дар ҳудуди −0,07 m то +0,08 m нигоҳ дошта шудааст. Бо MPC-и норавшан кунҷи yaw тақрибан дар ҳудуди −6,7° то +6,7° мондааст; муҳаққиқон гузориш додаанд, ки нисбат ба MPC-и анъанавӣ кунҷи қуллавии yaw тақрибан нисф шудааст.

Дар графики yaw-rate қуллаҳо ва ларзишҳои MPC-и норавшан пасттар ба назар мерасанд. Барои суръати тӯлӣ гузориш шудааст, ки PID-и анъанавӣ аз истиноди 72 km/sa тақрибан 4 km/sa паст шудааст, дар ҳоле ки PID-и норавшан каҷравии ҳолати устуворро тақрибан дар ±1 km/sa нигоҳ доштааст.

Сенарияи ду монеаи собит

Воситаи асосӣ бо 100 km/sa ҳаракат мекунад. Ду монеаи собит дар хатти ҳамон ва ҳамсоя мутаносибан дар мавқеъҳои тӯлии 80 m ва 100 m ҷойгир карда шудаанд. Пас аз канорагирӣ аз монеаи аввал восита барои барнахӯрдан ба монеаи дуюм ҳаракати дуюми канорагириро анҷом медиҳад ва сипас ба хатти ибтидоӣ бармегардад.

Дар ин сенария арзиши қуллавии каҷхати хатои паҳлуии MPC-и анъанавӣ тақрибан ба 0,7 m расидааст, дар MPC-и норавшан бошад ҳангоми ҳар ду канорагирӣ хатои қуллавӣ дар дохили ҳади 0,1 m нигоҳ дошта шудааст. Кунҷи максималии yaw дар MPC-и анъанавӣ тақрибан 11° буд, MPC-и норавшан бошад тақрибан дар ҳудуди −5° то +5° мондааст.

Дар мавриди yaw-rate гузориш шудааст, ки MPC-и анъанавӣ дар ду манёвр қуллаҳо ва ларзишҳои аз ±50 deg/s зиёдро ба вуҷуд овардааст, MPC-и норавшан бошад бузургии қуллаҳоро тақрибан дар дохили ±30 deg/s нигоҳ доштааст. Дар идоракунии суръат PID-и анъанавӣ дар канорагирии аввал то тақрибан 96 km/sa ва дар манёври дуюм то тақрибан 84 km/sa паст шудааст; каҷхати PID-и норавшан ба суръати истинодии 100 km/sa хеле наздиктар ҳаракат кардааст.

Сенарияи ду монеаи ҳаракаткунанда

Воситаи асосӣ бо суръати 80 km/sa оғоз шудааст. Мавқеъҳои ибтидоии тӯлии ду монеаи ҳаракаткунанда 60 m ва 120 m, суръати ҳар ду монеа бошад 30 km/sa муайян шудааст.

Гузориш шудааст, ки APF-и такмилёфта ҳаракати канорагириро дар монеаи аввал нисбат ба APF-и асосӣ 4 m барвақттар, дар монеаи дуюм бошад 7,5 m барвақттар оғоз кардааст. Ин натиҷа яке аз натиҷаҳои мустақими банақшагирии шаклдиҳии майдони потенсиалӣ дар сенарияи монеаи динамикӣ мебошад.

Қуллаҳои хатои паҳлуии MPC-и норавшан тақрибан дар дохили ±0,1 m нигоҳ дошта шудаанд, дар каҷхати MPC-и анъанавӣ бошад ҷаҳишҳои равшани мусбат ва манфӣ ба вуҷуд омадаанд. Кунҷи yaw дар MPC-и норавшан тақрибан байни −7° ва +7° мондааст; дар MPC-и анъанавӣ ҳангоми канорагирӣ ва барқароршавӣ ларзишҳои аз 10° зиёд мушоҳида шудаанд.

Дар мавриди yaw-rate дар MPC-и анъанавӣ ларзишҳои баландбасомади аз ±30 deg/s зиёд мушоҳида шудаанд, yaw-rate-и MPC-и норавшан бошад тақрибан дар байни −8 deg/s ва +8 deg/s нигоҳ дошта шудааст.

Муқоисаи суръати тӯлӣ махсусан намоён аст. Бо истиноди 80 km/sa суръат дар идоракунии PID-и анъанавӣ то тақрибан 67 km/sa паст шудааст, PID-и норавшан бошад тақрибан дар ҳудуди 78–80 km/sa мондааст.

Дар таҳқиқот муқоисаҳои омории стохастикӣ ба монанди арзиши p, фосилаи эътимод ё андозаи таъсир дода нашудаанд. Натиҷаҳо дар шароити муайяншудаи симулятсияи муштарак тавассути каҷҳо ва арзишҳои қуллавӣ муқоиса шудаанд. Муҳаққиқон дар бахши хулоса низ набудани таҳлили такрории омории стохастикиро ҳамчун маҳдудият зикр кардаанд.

Ҷиҳатҳои қавӣ ва маҳдудиятҳо

Ҷиҳати қавии таҳқиқот дар он аст, ки канорагирӣ аз монеаро танҳо масъалаи банақшагирии роҳ ё танҳо масъалаи идоракунии пайгирӣ намешуморад. Майдони потенсиалии ҳассос ба масофаи боздорӣ, минтақаи маҳдуди таъсири монеа, ҳамворкунии дараҷаи ҳафтуми C3, уфуқҳои MPC-и тағйирёбанда дар даври идоракунӣ ва идоракунии мутобиқшавандаи суръати тӯлӣ дар як занҷир арзёбӣ шудаанд. Илова бар ин, истифодаи сенарияҳои пайдарпайи ду монеаи собит ва ду монеаи ҳаракаткунанда ба ҷойи як монеа имкон додааст, ки меъмории идоракунӣ дар ҳолатҳое низ баррасӣ шавад, ки тағйир додани пайвастаи самтро талаб мекунанд.

Бо вуҷуди ин, сохтори идорашавандаи муҳити симулятсия номуайянии ҳаракати воқеиро пурра инъикос намекунад. Модели дохилии MPC кинематикӣ аст; динамикаи паҳлуӣ ва тӯлии дараҷаи баландтари восита бевосита ба модели пешгӯӣ дохил нашудааст. Сенарияҳо бо роҳи сохторбандишуда маҳдуд шудаанд; роҳҳои каҷ, ҳаракати динамикии зичтар ва такрорҳои васеи сенарияҳои тасодуфӣ арзёбӣ нашудаанд. Азбаски озмоиши hardware-in-the-loop ё воситаи воқеӣ анҷом дода нашудааст, натиҷаҳоро набояд далели амнияти саҳроӣ шуморид.

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Research on Vehicle Obstacle Avoidance Control Based on Improved Artificial Potential Field Method and Fuzzy Model Predictive Control

Муаллифон ва тартиб: Qiusheng Liu; Zhiliang Song; Xiaoyu Xu; Jian Wang; Joan P. Lazaro.

Саҳми баробар/муаллифи аввали баробар: Дар манбаъ изҳороти муаллифи аввали баробар ё саҳми баробар зикр нашудааст.

Муаллифи масъул: Zhiliang Song.

Муассисаҳо: School of Automotive Engineering, Jiangxi Vocational College of Applied Technology, Ganzhou, Чин; Graduate School, University of the East, Manila, Филиппин; Faculty of Mechanical Engineering, Universiti Teknologi MARA (UiTM), Shah Alam, Малайзия.

Маҷалла: Vehicles.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Ҷилд / шумора / мақола: 2026, Ҷилд 8, Шумора 4, Мақола 86.

DOI: 10.3390/vehicles8040086

Қабул / бознигарӣ / пазируфтан / нашр: 8 Феврал 2026 / 30 Март 2026 / 31 Март 2026 / 9 Апрел 2026.

Навъи манбаъ ва баррасии ҳамтоён: Мақолаи таҳқиқотии баррасишуда; кори моделсозии муҳандисӣ ва симулятсияи муштараки MATLAB/Simulink–CarSim.

Пайванди расмии нашр:Саҳифаи расмии мақолаи MDPI

Пайванди DOI:https://doi.org/10.3390/vehicles8040086

Иҷозатнома: Иҷозатномаи дастрасии озоди Creative Commons Attribution (CC BY).

Маблағгузорӣ: University-Industry-University Collaborative Innovation Fund of Chinese Universities, 2022BC071; Science and Technology Research Project of Jiangxi Provincial Department of Education, GJJ2405101 ва GJJ2505013.

Дастрасии маълумот: Гузориш шудааст, ки маълумоти хоме, ки натиҷаҳои таҳқиқотро дастгирӣ мекунанд, бо дархости асоснок аз муаллифон дастрас мешаванд.

Тазоди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки тазоди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Саҳми муаллифон: Консептуализатсия Q.L. ва Z.S.; усул Q.L. ва J.P.L.; нармафзор X.X.; тасдиқ Q.L., Z.S. ва X.X.; таҳлили расмӣ J.W.; таҳқиқ X.X.; захираҳо Z.S.; коркарди маълумот X.X.; тарҳи аввал Q.L.; баррасӣ/таҳрир Z.S. ва J.P.L.; визуализатсия J.W.; роҳбарӣ Z.S.; идоракунии лоиҳа Q.L.; ҷалби маблағгузорӣ Z.S.

Доираи мундариҷаи илмӣ: Усулҳо, таносубҳо, параметрҳои модел, сенарияҳои симулятсия ва натиҷаҳои миқдорӣ дар ин шарҳи Verianla ба таҳқиқоти боршуда асос ёфтаанд. Манбаи беруна танҳо барои санҷиши ҳувияти библиографии нашр истифода шудааст; аз манбаъҳои беруна ягон таҷриба ё натиҷаи нави илмӣ илова нашудааст.

Маҳдудияти асосии методӣ: Натиҷаҳо ба симулятсияи муштарак асос ёфтаанд. Модели пешгӯии идоракунанда кинематикӣ аст; тасдиқи воситаи воқеӣ ё hardware-in-the-loop анҷом дода нашудааст, шароити берун аз роҳи сохторбандишуда маҳдуд аст ва арзёбии такрории омории стохастикӣ вуҷуд надорад. Аз ин рӯ, таҳқиқот набояд ҳамчун натиҷаи исботшудаи амнияти канорагирии худмухтор аз монеа дар ҳаракати воқеӣ тафсир шавад.

Номувофиқиҳои техникии дохили манбаъ: Дар шартҳои сарҳадии координатаи y-и полиноми дараҷаи ҳафтум шарти охири ниҳоӣ дар матн бо шарти оғоз дубора такрор шудааст; аммо вектори \(b_y\), ки фавран баъд меояд, арзиши ниҳоии \(y_1\)-ро истифода мекунад. Илова бар ин, дар Таносуби (25) барои вазни афзоиши идоракунӣ \(Q\) намоён аст, дар ҳоле ки шарҳ ва Таносуби (27) \(R\)-ро истифода мекунанд. Дар матритсаи \(B\) дар Таносуби (21) низ ифодаи \(\cos^2 v_r\) дар манбаъ ба ҳамин шакл чоп шудааст. Ин нуқтаҳо бе шарҳ ислоҳ нашудаанд.