Algorytmy stabilizacji pojazdów jednośladowych
W pracy postawiono sobie za cel utworzenie systemu stabilizacji pojazdów jednośladowych, który mógłby posłużyć jako baza do utworzenia systemów bezpieczeństwa dla motocykli. Cel ten wydaje się być praktyczną potrzebą w związku z coraz większym zainteresowaniem przemysłu motoryzacyjnego systemami bezpieczeństwa i autonomicznej jazdy. W trakcie realizacji pracy przeprowadzono analizę różnych podejść do budowy stabilizatora i ostatecznie zdecydowano się na stabilizator żyroskopowy. Dla tak dobranego stabilizatora zbudowano model matematyczny układu jednoślad + stabilizator. Na podstawie utworzonego modelu matematycznego w badaniach symulacyjnych opracowano kilka algorytmów sterowania - zarówno liniowych (PID, LQ, H∞) jak i nieliniowych (oparty na linearyzującym sprzężeniu zwrotnym, sterowanie w reżimie ślizgowym). Zaproponowano również nowy, nieliniowy algorytm sterowania odpornego opartego na twierdzeniu Charitonowa. Po opracowaniu i przetestowaniu symulacyjnie algorytmów regulacji zostały one zaimplementowane na mini-komputerze Raspberry Pi i wykonane zostały eksperymenty na utworzonym modelu laboratoryjnym jednośladu ze stabilizatorem żyroskopowym. Przetestowane zostały na nim wszystkie algorytmy sprawdzone symulacyjnie zarówno dla modelu nominalnego jak i z dodatkową masą aby przetestować odporność algorytmów.
Algorithms for Stabilization of Single-Track Vehicles
The aim of this thesis was to create a stabilization system for single-track vehicles that could be a basis for creating motorcycle security systems. This goal seems to be a practical need due to the growing interest of the automotive industry in safety and autonomous driving systems. During the realization of the thesis, an analysis of various approaches to the construction of the stabilizer was carried out and finally a gyroscopic stabilizer was decided. A mathematical model of the two-wheel + stabilizer system was built for such a stabilizer. Based on the created mathematical model in simulation studies, several control algorithms have been developed - both linear (PID, LQ, H∞) and non-linear (based on linearizing feedback, control in the sliding regime). A new, nonlinear robust control algorithm based on Kharitonow theorem has also been proposed. After developing and testing simulation adjustment algorithms, they were implemented on a mini-computer Raspberry Pi and experiments were carried out on the created laboratory model of a two-wheeler with a gyroscopic stabilizer. It tested all algorithms simulated both for the nominal model and with additional mass to test the resistance of the algorithms.
