توصيفگر ها :
دامپ تراك معدني , خودروي خودران , كنترلكننده هندسي , مدلسازي تراك , كنترل پيشبين مدل
چكيده فارسي :
معدن يكي از مهمترين سرمايههاي يك كشور است و فعاليتهاي معدني يكي از عوامل مهم و تعيينكننده در ايجاد اشتغال مولد و افزايش توليد ناخالص ملي و درآمد سرانه يك كشور است. بنابراين افزايش بهرهوري و بهبود كارايي سيستم حمل و نقل در معادن ضروري است. همچنين محيط معدن، محيط پرخطري است. درنتيجه، يكي از راههاي رسيدن به اهداف ذكر شده و كاهش تلفات انساني، استفاده از تراكهاي خودران است. در چندين دهه اخير، حركت به سمت و سوي خودروهاي خودران سرعت گرفته است. اما در زمينه تراكهاي خودران بهاندازه خودروهاي خودران شهري تحقيق و مطالعه نشده است. بهطور كلي اين خودروها، با استفاده از حسگرهايي مانند رادار، ليدار، فاصلهسنج التراسونيك و دوربين، محيط اطراف خود را شناسايي كرده و با استفاده از روشهاي مختلف كنترلي تصميم به حركت در جهتهاي مختلف ميكنند.
خودروي خودران، وسيله نقليه بدون سرنشيني است كه قادر به شناسايي محيط اطراف خود است و ميتواند بدون كمك انسان حركت كند. خودرانكردن يك وسيله نقليه داراي پنج سطح است كه سطح اول آن، كنترل خودرو توسط راننده و سطح پنجم آن، كنترل خودرو كاملا مستقل از راننده است. بهمنظور خودرانسازي يك وسيله نقليه، بخشهاي مختلف، وظايف مختلفي را انجام ميدهند. اين وظايف شامل برنامهريزي و تعيين مسير، كنترل برخط خودرو، عدم برخورد با موانع و اشيا و تضمين ايمني خودرو است. اين پژوهش برروي كنترل خودرو و بهطور خاص تراكهاي معدني تمركز دارد. براي اين منظور مدلي تقريبا نزديك به مدل تراك و محيط معدن در محيط شبيهسازي پيادهسازي شد. بهجهت پيادهسازي واقعي كنترلكننده بر روي تراكهاي معدن مس سرچشمه ابتدا بايد روشهاي مختلف و مناسب شبيهسازي شده و بهترين آنها انتخاب شود. براي دستيابي به اين هدف كنترلكنندههاي هندسي شامل كنترلكنندههاي تعقيب خالص و استنلي شبيهسازي ميشود. در ادامه كنترل PID نيز بهعنوان يكي از مهمترين كنترلكنندههاي عملي پيادهسازي ميشود. همچنين براي كنترل سرعت كه بخش ديگري از كنترل تراك است نيز از كنترلكننده PID استفاده ميشود. بهمنظور آزمايش و بررسي كنترلكنندههاي مبتني بر مدل، بايد مدلي عرضي و ديناميكي براي تراك استخراج شود. اين مدل تحت تاثير مدل غيرخطي تاير است. استخراج اين مدل، براساس قوانين نيوتن، در اين پژوهش به انجام رسيده است. يكي از كنترلكنندههاي مبتني بر مدل كه در مقالات و مطالعات اخير انتخاب شده و موردعلاقه پژوهشگران است، كنترل پيشبين مدل است. اين كنترلكننده نيز طراحي شده و در شبيهساز مورد بررسي قرار گرفتهاست.
چكيده انگليسي :
Mines are considered to be one of the most valuable assets of a country, and mining activities are key factors in creating productive employment and increasing the gross national product. Hence, increasing productivity and improving the efficiency of transportation systems in mines are vital. Also, the mine environment is dangerous; therefore, one way to achieve the aforementioned goals and reduce human casualties is to use autonomous trucks. In recent years, there have been many activities toward autonomous cars, but not so much studies on autonomous dump trucks. Generally, these trucks identify their surroundings by using sensors such as radars, lidars, ultrasonic distance meters, and cameras. Then, using different control algorithms, they decide to move in different directions. An autonomous car is an unmanned vehicle that can identify its environment and move without human aid. Autonomous driving is achieved in five stages; the first one involves control via a driver, and in the last one, the car is totally independent of the driver. To make a vehicle autonomous, different parts play different tasks. These tasks include path planning and selection, online controlling of the car, avoiding hitting obstacles, and guaranteeing the safety of the car and its passengers. The focus of this research is to develop better control mechanisms for cars, with a specific emphasis on mining trucks. To simulate the mining environment, a model similar to the truck model was used. In order to implement the controller on the Sarcheshmeh mine trucks, it is necessary to simulate different methods and choose the best one. To achieve this goal, geometric controllers such as Pure Pursuit and Stanley are simulated. Then, a PID controller, one of the most important practical controllers, is applied. Also, the PID controller is used for controlling the speed, or longitudinal control. To test and evaluate model-based controllers, a transverse and dynamic model for the truck has to be extracted. This model is under the effect of a non-linear tire model. The extraction of this model is based on Newton’s laws, which are addressed in this research. One of the model-based controllers selected in recent studies and in demand by researchers is the predictive controller. This controller is also designed and implemented in the simulator.