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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2022.tde-04052023-092914
Document
Author
Full name
Rodrigo de Marca França
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Angelico, Bruno Augusto (President)
Augusto, Sergio Ribeiro
Neves, Gabriel Pereira das
Title in English
Longitudinal vehicle control with active braking using model-free controllers.
Keywords in English
Discrete Implementation
Intelligent controllers
Intelligent PID controllers
Longitudinal vehicular control
Model-Free control
Abstract in English
With the advancement of automotive technology, the use of Advanced Driver- Assistance Systems (ADAS) has become increasingly common. These systems allow an increase in comfort, safety, reliability, and overall efficiency of vehicles, helping the driver in various driving-related tasks. One of these systems is the Adaptive Cruise Control (ACC) which is capable of longitudinally controlling vehicles, allowing them to maintain fixed speeds or decelerate vehicles in emergency situations. In this work, modelfree intelligent PID (iPID) control techniques are used for longitudinal control of vehicles without the need to complex mathematical models. In particular, this work uses an intelligent Proportional (iP) control to longitudinally control a simulated vehicle, replacing the driver and controlling the acceleration and braking simultaneously. The most interesting features of this controller are discussed, especially its ability to resist noise. Additional tests with an equivalent classical Proportional Integral (PI) controller are performed for comparison purposes. The work also proposes a real-time least square-based estimator for the used Model-Free Control (MFC) parameter, creating an Adaptive Model-Free Control (AMFC) family named intelligent PID with estimator (iPID). Both an iP and iP controllers are used to longitudinally control vehicles simulated in a commercial vehicle simulator capable of highly complex vehicle dynamics simulations. Several tests from the European New Car Assessment Programme (Euro NCAP) were performed to test the controllers response to emergencies, with very good results.
Title in Portuguese
Controle longitudinal veicular com frenagem ativa utilizando controladores sem modelo.
Keywords in Portuguese
Controle (Teoria de Sistemas e Controle)
Sistemas dinâmicos
Abstract in Portuguese
Com o avanço da tecnologia automotiva a utilização de Sistemas Avançados de Assistência ao Condutor (ADAS) se tornam cada vez mais comuns. Esses sistemas permitem aumentar o conforto, segurança, confiabilidade e eficiência geral de veículos, auxiliando o condutor em diversas tarefas relacionadas a condução. Um desses sistemas é o Controle de Cruzeiro Adaptativo (ACC) que é capaz de controlar longitudinalmente veículos, permitindo manter velocidades fixas ou então desacelerar veículos em situações de emergência. Neste trabalho, são utilizadas técnicas de controle sem modelo (model-free) do tipo PID inteligente (iPID) para realizar o controle longitudinal de veículos sem que seja necessário realizar o levantamento de modelos matemáticos complexos. Em particular, esse trabalho utiliza um controle Proporcional inteligente (iP) para controlar longitudinalmente um veículo simulado, substituindo o condutor e controlando a aceleração e frenagem simultaneamente. As características mais interessantes desse controlador são discutidas, em especial sua capacidade de resistir a ruídos. Testes adicionais com um controlador Proporcional Integral (PI) clássico equivalente são realizados para propósitos de comparação. O trabalho também propõe um estimador de tempo real baseado em mínimos quadrados para o parâmetro do Controle Sem Modelo (MFC) utilizado, criando uma família de Controle Sem Modelo Adaptativo (AMFC) denominada PID inteligente com estimador (iPID). Ambos os controladores iP e iP foram usados para controlar longitudinalmente veículos simulados em um simulador veicular comercial capaz de simulações dinâmicas de veículos altamente complexas. Vários testes do Programa Europeu de Avaliação de Carros Novos (Euro NCAP) foram realizados para testar a resposta do controlador a emergências, com resultados muito bons.
 
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Publishing Date
2023-05-05
 
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