Řízení pohybu kolony vozidel

Radek PASTYŘÍK

Bachelor's thesis

Control of vehicle platoons

Abstract:

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem řízení a virtuálního modelu kolony vozidel. Cílem práce je navrhnout centralizované a decentralizované řízení kolony vozidel splňující podmínky stability a řetězové stability. V práci jsou představeny definice řetězové stability, informační topologie a možné přístupy k centrálně orientovanému a decentralizovanému řízení. Zvláštní pozornost je věnována aplikaci teorie symetrických systémů. Pomocí této teorie jsou dále nalezeny postačující podmínky zajišťující řetězovou stabilitu pro stavovou zpětnou vazbu. Dále je zkoumáno využití stabilizující nesymetrické zpětné vazby pro návrh decentralizovaného řízení příslušného ke zvolené informační topologii. Je ukázáno, že pro speciální volbu vlastních čísel uzavřeného systému lze dosáhnout decentralizované strategie řízení. Následně je navržen a realizován virtuální model pro kolonu vozidel, který podporuje simulaci veškerých navržených řešení. Nakonec v závěru práce jsou pro navržená řízení kolony provedena vzájemná porovnání i s existující distribuovanou metodou řízení pomocí strukturální dekompozice systému.

Abstract:

This bachelor thesis deals with the design of control and a virtual model of a vehicle platoon. The aim of the work is to propose a centralized and decentralized control of a vehicle platoon meeting the conditions of stability and string stability. Definitions of string stability, information topology and possible approaches to centralized and decentralized control are presented in the work. Special attention is paid to the application of the theory of symmetric systems. Using this theory, sufficient conditions ensuring string stability for state feedback are further found. Furthermore, the use of stabilizing non-symmetric feedback for the design of decentralized control relevant to the chosen information topology is investigated. It is shown that a decentralized control strategy can be achieved for a special choice of eigenvalues of the closed system. Subsequently, a virtual model for the vehicle platoon is designed and implemented, which supports the simulation of all proposed solutions. Finally, mutual comparisons are made for the proposed platoon control with the existing distributed control method using the structural decomposition of the system.

Keywords

centrálně orientované řízení, digitální dvojče, distribuované řízení, lineární kolona, LQR, matematický model, řetězová stabilita, symetrická kolona, symetrická zpětná vazba

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 8. 2022

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Prof. Ing. Miloš Schlegel, CSc.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Bachelor programme / field:
Cybernetics and Control Engineering / Automatic Control and Robotics