عنوان پایان‌نامه
طراحی و پیاده سازی سیستم خودکار برای کنترل پایداری و ردیابی مسیر دوچرخه
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک طراحی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2440-;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2440-A
- تاریخ دفاع
- ۱۵ اردیبهشت ۱۳۹۳
- دانشجو
- علی شفیع خانی
- استاد راهنما
- محمد محجوب
- چکیده
- وسایل نقلیه دو چرخ از قبیل دوچرخه، موتورسیکلت، سٍگوَی امروزه به دلایل گوناگون مورد توجه قرار گرفته اند، دلایلی چون سهولت تردد در محیط های پر ترافیک، صرفه جویی در مصرف انرژی، قدرت مانور بالا، ورزش، توانبخشی و حتی سرگرمی از جمله آن ها محسوب می شود. با وجود تمامی این مزایا، امنیت در هنگام استفاده از این وسایل نقلیه همواره به عنوان عامل بازدارنده ی مهم به شمار می رود. حفظ تعادل وسیله نقلیه ای که تنها روی دو چرخ ایستاده است موضوعی است که با بررسی دینامیک و کنترل وسیله قابل دستیابی می باشد. در این پژوهش که به طور خاص بر روی دوچرخه انجام شده است، هدف در گام اول حفظ تعادل دوچرخه در سرعت های کم و نیز در گام دوم، کنترل دوچرخه به منظور تعقیب مرجعی برای زاویه جانبی آن می باشد. به این منظور ابتدا با شبیه سازی مدلی خطی با مشخصات اندازه گیری شده از یک دوچرخه واقعی و با الهام گیری از فرآیندی که انسان در کنترل دوچرخه انجام می دهد، مبانی کنترل دوچرخه پایه ریزی خواهد شد. از آنجا که انسان در بسیاری از امور از مفاهیم فازی بهره می گیرد، کنترل فازی روشی است که می تواند بهترین تناسب را با روش دوچرخه سواری انسان داشته باشد. از اینرو، در این پژوهش دوکنترل کننده فازی FIS و نروفازی تطبیقی طراحی و به کار گرفته شده است. این کنترل کننده ها به کمک یک موتور DC که در فرمان دوچرخه تعبیه و حسگرهایی که زاویه جانبی و فرمان دوچرخه را اندازه گیری می کنند، بر روی دوچرخه پیاده سازی شده است و دوچرخه را کنترل می کنند. همچنین با توجه به اهداف پروژه با انجام تست های تجربی، عملکرد هر دو کنترل کننده بررسی شده است که در نهایت با مقایسه دو روش نقاط ضعف و قدرت هر یک آشکار خواهد شد. واژه‌های کلیدی: کنترل پایداری دوچرخه، کنترل فازی FIS، کنترل نروفازی تطبیقی.
- Abstract
- Two-wheel vehicles such as bicycle, motorcycle and segways have been developed for different reasons. Some reasons are ease of movement in heavy traffic, saving energy, high maneuverability, exercise, rehabilitation and even hobby. Despite all the advantages, security during use of these vehicles has been considered as an important deterrent. The stability of two-wheel vehicles could be studied by investigation of vehicles dynamics and control. In this research, which is done specially on bicycle, the goal is to stabilize the bicycle at low velocities and then control it to follow a reference roll angle. A linear model of bicycle with real measurement parameters has been simulated and then (inspired by human riding experience) the concept of bicycle control is established. Since human uses fuzzy concepts in most of cases, fuzzy control is an approach that could be a good fit to human cycling. Fuzzy FIS and Adaptive critic based Neuro-Fuzzy controller are designed and implemented. These controllers have been fabricated in a real bicycle using a DC motor inistalled on the bicycle’s fork and sensors that measure steering and roll angles of bicycle. The performance of both controllers has been evaluated in which strength and weakness of each approach is identified and discussed. Keywords: bicycle stability, Fuzzy FIS Control, Adaptive critic based Neuro-Fuzzy Control.
