Rozprawa dotyczy zagadnień i metod sterowania w czasie rzeczywistym w systemach automatyki samochodowej. W szczególności skupiono się na implementacji algorytmów czasu rzeczywistego oraz na identyfikacji parametrów modeli dynamicznych w wykorzystywanych laboratoryjnych systemach SAS i ABS. W pracy zawarto opis branży automatyki samochodowej, historię jego rozwoju oraz ewolucję systemów elektrycznych i elektronicznych pojazdów. Zaprezentowano fazy projektowania, implementacji i weryfikacji komponentów samochodowego systemu elektronicznego oraz zestawy stosowanych narzędzi sprzętowych, programowych i symulacyjnych. Przedstawiono zagadnienie systemów czasu rzeczywistego oraz ich realizacji w systemach automatyki samochodowej oraz zaproponowano demonstracyjne systemy SAS i ABS do celów szybkiego prototypowania algorytmów czasu rzeczywistego i jako narzędzie do eksperymentalnej weryfikacji wydajności sterowania. W szczególności skupiono się na systemach półaktywnego zawieszenia pojazdów oraz tematyce systemów hamulcowych. Przedstawiono stosowane w tych obszarach technologie, przeprowadzono przegląd metod modelowania i modeli tych systemów, oraz przedstawiono przegląd literatury dotyczący algorytmów sterowania tłumików magnetoreologicznych i kontroli poślizgu. Zaprezentowano systemy SAS i ABS wraz z modelami matematycznymi oraz przeprowadzono eksperymentalną identyfikację parametrów tych systemów i przedstawiono wyniki badań skuteczności działania zaimplementowanych algorytmów sterowania w czasie rzeczywistym.
Real-Time Control in Automotive Systems
The dissertation concerns real-time control methods applied to the systems from the automotive domain. The main focus is put on the development of real-time capable control algorithms and the identification of the parameters of dynamic models of the two utilized systems: SAS and ABS. A brief automobile history overview is given and the most pioneer electric and electronic systems are described. The development and testing process of the automotive systems is introduced, and widely utilized hardware, modeling, simulation, and software tools and environments are presented. The general-purpose realtime system aspects are presented, followed by an application of real-time control in the automotive domain. The demonstrative laboratory SAS and ABS setups are introduced and considered as rapid control prototyping platform for further research of real-time control algorithms. The emphasis is put on semi-active suspension systems and the automotive braking systems. The utilized technologies and their application in ground vehicles are described and the models and modeling approaches are described. The literature review of both classical control laws and advanced control strategies applied to control those systems is presented. The SAS and ABS systems mathematical models are introduced and the parameters are experimentally identified. Several control strategies are implemented and evaluated in real-time experiments.
