مدل‌سازي و كنترل حركت عرضي تراك در معادن به روش كنترل ‌پيش‌بين مدل

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

معدن يكي از مهم‌ترين سرمايه‌هاي يك كشور است و فعاليت‌هاي معدني يكي از عوامل مهم و تعيين‌كننده در ايجاد اشتغال مولد و افزايش توليد ناخالص ملي و درآمد سرانه يك كشور است. بنابراين افزايش بهره‌وري و بهبود كارايي سيستم حمل و نقل در معادن ضروري است. هم‌چنين محيط معدن، محيط پرخطري است. درنتيجه، يكي از راه‌هاي رسيدن به اهداف ذكر شده و كاهش تلفات انساني، استفاده از تراك‌‌هاي خودران است. در چندين دهه اخير، حركت به سمت و سوي خودروهاي خودران سرعت گرفته است. اما در زمينه تراك‌هاي خودران به‌اندازه خودروهاي خودران شهري تحقيق و مطالعه نشده است. به‌طور كلي اين خودروها، با استفاده از حسگرهايي مانند رادار، ليدار، فاصله‌سنج التراسونيك و دوربين، محيط اطراف خود را شناسايي كرده و با استفاده از روش‌هاي مختلف كنترلي تصميم به حركت در جهت‌هاي مختلف مي‌‌كنند. خودروي خودران، وسيله نقليه بدون سرنشيني است كه قادر به شناسايي محيط اطراف خود است و مي‌تواند بدون كمك انسان حركت كند. خودران‌كردن يك وسيله نقليه داراي پنج سطح است كه سطح اول آن، كنترل خودرو توسط راننده و سطح پنجم آن، كنترل خودرو كاملا مستقل از راننده است. به‌منظور خودران‌سازي يك وسيله نقليه، بخش‌هاي مختلف، وظايف مختلفي را انجام مي‌دهند. اين وظايف شامل برنامه‌ريزي و تعيين مسير، كنترل برخط خودرو، عدم برخورد با موانع و اشيا و تضمين ايمني خودرو است. اين پژوهش برروي كنترل خودرو و به‌طور خاص تراك‌هاي معدني تمركز دارد. براي اين‌ منظور مدلي تقريبا نزديك به مدل تراك و محيط معدن در محيط شبيه‌سازي پياده‌سازي شد. به‌جهت پياده‌سازي واقعي كنترل‌كننده بر روي تراك‌هاي معدن مس سرچشمه ابتدا بايد روش‌هاي مختلف و مناسب شبيه‌سازي شده و بهترين آن‌ها انتخاب شود. براي دستيابي به اين هدف كنترل‌كننده‌هاي هندسي شامل كنترل‌كننده‌هاي تعقيب خالص و استنلي شبيه‌سازي مي‌شود. در ادامه كنترل‌ PID نيز به‌عنوان يكي از مهم‌ترين كنترل‌كننده‌هاي عملي پياده‌سازي مي‌شود. هم‌چنين براي كنترل سرعت كه بخش ديگري از كنترل تراك است نيز از كنترل‌كننده PID استفاده مي‌شود. به‌منظور آزمايش و بررسي كنترل‌كننده‌هاي مبتني بر مدل، بايد مدلي عرضي و ديناميكي براي تراك استخراج شود. اين مدل تحت تاثير مدل غيرخطي تاير است. استخراج اين مدل، براساس قوانين نيوتن، در اين پژوهش به انجام رسيده است. يكي از كنترل‌كننده‌هاي مبتني بر مدل كه در مقالات و مطالعات اخير انتخاب شده و موردعلاقه پژوهشگران است، كنترل پيش‌بين مدل است. اين كنترل‌كننده نيز طراحي شده و در شبيه‌ساز مورد بررسي قرار گرفته‌است.

226181

كنترل

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان