برنامه نویسی و طراحی کنترلر با استفاده از MPC در matlab-simulink

---

شرح پروژه

سلام و درود

معرفی پروژه ---------------------------------

پروژه در مورد کنترل مسیر (path following) خودرو خودران می‌باشد برای شبیه سازی از نرم افزار MATLAB/Simulink و Carsim استفاده می‌شود. برای کنترل از الگوریتم MPC استفاده می‌شود. (در صورت نیاز از LPV-MPC یا NMPC استفاده خواهد شد)

سیستمی که باید کنترل شود یک سیستم غیرخطی با عدم قطعیت بالاست و یک سیستم MIMO به حساب می­آید. این سیستم باید نسبت به uncertainty و delay عملگرها مقاوم باشد و real-time باشد.

نحوه انجام ---------------------------------

ابتدا یک مدل خطی 8 درجه آزادی در محیط متلب و یا سیمولینک با استفاده از MPC کنترل می­شود. پس از آن در محیط سیمولینک، کنترلر با نرم افزار carsim (شبیه ساز رفتار دینامیکی خودرو) کوپل می­شود. در این مرحله کنترلر باید یک plant غیرخطی (nonlinear) رو کنترل کند. در صورت اینکه با استفاده از کنترلر تک لایه نتوان به اهداف رسید، استفاده از کنترلر چندلایه (supervisory or multi-layer) می­تواند تاثیر مثبتی در دقت سیستم داشته باشد. و یا استفاده از الگوریتم های LPV-MPC ، gain-schedule MPC، Adaptive MPC و یا NMPC نیز می تواند دقت و سرعت سیستم کنترلی را افزایش دهد.

لازم نیست نرم افزار carsim را بلد باشید و یا در مورد دینامیک و مکانیک مسئله اطلاعات داشته باشید. اون قسمت را خودم انجام میدهم و یک بلوک plant با سیگنال های ورودی و خروجی در محیط Simulink به شما داده می­شود. بنابراین کد نوشته شده در متلب، باید قابلیت تبدیل شدن به یک function block رو در محیط سیمولینک داشته باشد.

با توجه به اینکه 3 زیر سیستم مجزا با هدف یکسان برای کنترل داریم، لازم است یک control allocation algorithm طراحی شود تا سیگنال کنترلی به طور بهینه بین زیر سیستم های عملگر تقسیم شوند.

مهارت لازم ---------------------------------

مهارت های کلیدی: 

• کدنویسی در محیط MATLAB
• مهارت تنظیم solver و تنظیمات سیگنال ها در محیط Simulink
• تسلط به MPC، LPV-MPC ، gain-schedule MPC، Adaptive MPC و یا NMPC
• بهینه سازی
• طراحی control allocation algorithm
• خطی سازی سیستم غیرخطی و استخراج ماتریس های فضای حالت از معادلات دینامیکی سیستم
• تحلیل پایداری سیستم کنترلی
• توانایی استخراج معادلات کنترلی و شبیه سازی مقالات مشابه

خروجی مورد نظر --------------------------

یک مسیر double lane change مورد نظر است. خودرو با سرعت های مختلف (از 40 تا 160) و در شرایط مختلف جاده (جاده بارانی، برفی و خشک) باید بدون ناپایدار شدن و با حداکثر دقت (حداقل خطای ممکن طبق مقالات) مسیر رفرنس را track کند.

یکی از مقالات رفرنس آپلود شده است. 

این پروژه شامل 1 فایل مهم است، لطفا قبل از ارسال پیشنهاد حتما نسبت به بررسی این فایل اقدام فرمایید.

مهارت ها و تخصص های مورد نیاز

---

---