Viteza de croazieră la automobile - Cruise Control

1. Introducere

1.1 Enuntul problemei

Se da un automobil care are functia de cruise control inplementata, si se doreste studierea problemei si a modelului matematic a acestei viteze de croaziera implementata.

Problema principala este mentinerea la o viteza constanta a automobilului fara a deranja pasagerul.

Viteza de croarieza este instabila in orice directie deoarece pe parcursul drumului pot interveni tot felul de factori perturbatori, cum ar fi diverse denivelari ale drumului cat si la pantele si rampele unor zone deluroase

Se cere :

1. Sa se determine modelele matematice de stare ale sistemului de cruise control in cazurile :

- Cand automobilul intampina o panta mai mare de 4⁰ unghiulare.

- Cand se doreste accelerarea voita si iesirea de modul cruise control.

2. Functiile de transfer si schemele bloc ale vitezei de croaziera

3. Analiza in domeniul timp a sistemului utilizand metode numerice (y(t)), u=1, u=sint, u=sin2t, u=sin20t.

4. Caracteristicile de frecventa, marginea de faza si de amplitudine.

5. Alegerea unor structuri clasice de reglare dupa eroare si studierea diverselor controlere P, PI si PID.

6. Proiectarea unor controlere PI si PID utilizand locul radacinilor.

1.2 Cerinte de proiectare

1. Sa se faca modelul matematic

2. Functiile de transfer a sistemului

3. Reglare dupa stare

4. Proiectarea regulataorelor lead ,lag,lead-lag,pi,pd,pid.

5. Proiectarea unui regulator numeric prin metoda reproiecatrii regulatorului dupa stare

prin metoda reproiecatrii regulatorului dupa stare.

6. Regulator LQR

2. Determinarea modelului matematic.

Cruise control este termenul folosit pentru a descrie un sistem de control care regleaza viteza unui atutomobil. Cruise control pe plan comercial a fost introdus in anul 1958 ca o optiune pe Chrysler Imperial. Funcionarea de baza a unui operator de viteza este de a seta viteza vehiculului, compara aceasta viteza la o setare dorita de conducator, si apoi accelereaza sau decelereaza masina daca este necesar. Figura de mai jos arata o schema bloc a unui sistem de feedback.

Un algoritm simplu pentru controlul vitezei este acela de a utiliza o „proportionala plus-integral” in feedback. În acest algoritm, vom alege cantitatea de gaz care curge la motor bazat atat pe eroarea dintre viteza actuală şi dorită, cat si integrala acestei eroari.

Figura de mai jos arată rezultatele acestei feedback pentru o schimbare radicală în viteza dorită şi o varietate de mase diferite pentru masina (care ar putea rezulta din cauza unui număr diferit de pasageri sau din cauza tractarii unei remorci). Observaţi că independentă de masa (care variază cu un factor de 3), viteza de starea, de echilibru a vehiculului se apropie întotdeauna de viteza dorită şi atinge această viteză în termen de aproximativ 5 secunde. Astfel, performanţa sistemului este robusta cu privire la această incertitudine.

Sistemul de control de croazieră a unei masini este un sistem de feedback comun care se întâlneste în viaţa de zi cu zi. Sistemul încearcă să menţină o viteză constantă, în prezenţa perturbaţiilor în principal, cauzate de schimbări în pantă a unui drum. Controlerul compensează pentru aceste necunoscute de măsurare, viteza maşinii şi regleaza acceleratia corespunzător.