Thesis (M.Sc.)-Cairo University,2022.

Bibliography: p. 101-89.

يعتبر التحكم في المركبات ذاتية القيادة من الموضوعات التي تحظى باهتمام الباحثين المتنامي في السنوات الأخيرة نظرا للطفرة التكنولوجية الموجودة والرغبة الأكيدة لدى صناع السيارات للوصول إلى تصنيع سيارات ذاتية القيادة تستطيع أن تتحرك بأمان مهما كانت الظروف المحيطة بها، ومن أهم اتجاهات البحث في هذا المجال هو زيادة قدرة السيارت ذاتية القيادة على المتابعة الدقيقة لمسار معين، ويعتبر التصميم الجيد لحاكم السيارة ذاتية القيادة أحد أهم العوامل التي تساعد على المتابعة الدقيقة للمسار المطلوب ، ولذلك فإن هذه الرسالة تهدف الي بناء حاكم نموذج تنبؤي معتمدا علي المنطق الضبابي للتحكم في مركبة ذاتية القيادة وذلك لزيادة قدرة ودقة السيارة في متابعة مسار معين. يعتبر التحكم في المركبات ذاتية القيادة من الموضوعات التي تحظى باهتمام الباحثين المتنامي في السنوات الأخيرة نظرا للطفرة التكنولوجية الموجودة والرغبة الأكيدة لدى صناع السيارات للوصول إلى تصنيع سيارات ذاتية القيادة تستطيع أن تتحرك بأمان مهما كانت الظروف المحيطة بها، ومن أهم اتجاهات البحث في هذا المجال هو زيادة قدرة السيارت ذاتية القيادة على المتابعة الدقيقة لمسار معين، ويعتبر التصميم الجيد لحاكم السيارة ذاتية القيادة أحد أهم العوامل التي تساعد على المتابعة الدقيقة للمسار المطلوب ، ولذلك فإن هذه الرسالة تهدف الي بناء حاكم نموذج تنبؤي معتمدا علي المنطق الضبابي للتحكم في مركبة ذاتية القيادة وذلك لزيادة قدرة ودقة السيارة في متابعة مسار معين. وللوصول إلى هدف الرسالة تم استخدام برنامج ماتلاب لبناء نموذج رياضي لمركبة ذات أربع عجلات يعتمد على المعادلات الديناميكية غير الخطية التي تصف حركة المركبة في المحاور الأساسية الثلاثة للحركة وقد تم تضمين نموذج باسيجكا للإطارات مع النموذج اللاخطي للمركبة، وقد تم اختبار هذا النموذج بعد بنائه. و لما كان النموذج الرياضي الخاص بالمركبة و عجلاتها غير خطي مما يصعب معه تصميم و تطوير الحاكم التنبؤي فقد تم تحويل النموذج غير الخطي الي مجموعة نماذج خطية (بنك من مسار بسيط ومسار آخر معقد يحتوي على دوران للخلف ، هذا بالإضافة إلى اختبار هذه الحاكمات عن طريق نموذج لمركبتين ، الأولى بها سائق والثانية بدون سائق تتابع مسار المركبة الأولى، وهذا الاختبار اشتمل على حالتين ، إحداهما بافتراض إمكانية قياس الإشارات المختلفة بدون وجود تشويش والأخرى افترضت عدم القدرة على قياس بعض الإشارات مع وجود تشويش مما تطلب تصميم وتطوير مرشح كالمان ومقارنة نتائج هذه الحالة مع حاكم جاوس التربيعي و قد اثبتت النتائج كفاءة و فاعلية الحاكم التنبؤي المقترح ذي القيود في متابعة المسارات المختلفة وخاصة المسارات المعقدة. وقد اشتملت الرسالة على سبعة فصول كما يلي :- الفصل الأول : يحتوي هذا الفصل على دوافع وأهداف هذا البحث ، كما يحتوي على وصف لمشكلة البحث مع سرد لملخص الأبحاث السابقة في هذا المجال ، كما يقدم توصيفا كاملا لمحتويات الرسالة. الفصل الثاني : يتناول هذا الفصل أنواع النماذج الرياضية المختلفة التي تستخدم في توصيف حركة المركبات والإطارات ، كما يقدم النموذج الرياضي غير الخطي المستخدم في هذا البحث ويقوم بشرح كيفية بنائه واختباره. الفصل الثالث : يستعرض هذا الفصل الطرق المستخدمة في التحكم في الحركة الطولية والحركة الجانبية للمركبات بالإضافة إلى الطرق المستخدمة في التحكم في كليهما معا ، هذا وقد قدم الفصل توصيفا للوحدة البرمجية التي تم تطويرها للحصول على المسارات المختلفة التي سوف يتم استخدامها في اختبارات الحاكمات المقترحة. الفصل الرابع : وقدم هذا الفصل تصورا كاملا للنظام المقترح والذي يتكون من نموذج المركبة مع الحاكمات المزمع تطويرها في الرسالة ، كما قدم شرحا مبسطا لمفهوم الفجوة المتري وكيفية استخدامه في بناء النماذج الرياضية الخطية المختلفة للمركبة مع بيان كيفية بناء كل من الحاكم المنظم التربيعي الخطي ونظام التبديل المبني على المنطق الضبابي ، كما قدم الفصل نتائج النماذج الخطية) عند عدة قيم تنتمي إلى النطاق العملى لكل من السرعة الزاوية وسرعة المقود الخاص بالمركبة ، وذلك لأنه لايمكن استخدام نموذج خطي واحد لقيمة واحدة للسرعة الزاوية و قيمة واحدة لزاوية المقود لوصف الحركة الديناميكية للمركبة لجميع القيم العملية للسرعة الزاوية وسرعة المقود وذلك نظرا للتغييرات الكثيرة في ديناميكية المركبة لكل قيمة من قيم السرعة الزاوية و زاوية المقود. والجدير بالذكر أنه تم استخدام مفهوم الفجوة المتري لتحديد القيم الخاصة بالسرعة الزاوية وكذلك قيم زاوية المقود التي يتغير عندها ديناميكية النظام الخطى الذي يصف حركة المركبة تطبيق الحاكم المنظم التربيعي الخطي على النموذج اللاخطي للمركبة مع التعليق على هذه النتائج. الفصل الخامس : وقدم هذا الفصل مراجعة شاملة لنظرية حاكم النموذج التنبؤي وشرحا وافيا للمعادلات الخاصة به وكيفية استخدامه للتحكم في حركة المركبات بهدف متابعة مسارات محددة، كما قدم الفصل نتائج تطبيق نوعي هذا الحاكم على النموذج الرياضي اللاخطي للمركبة لمتابعة مسارات مختلفة الصعوبة مع التعقيب على هذه النتائج.

الفصل السادس : تناول هذا الفصل شرحا لنموذج المركبتين المستخدم في اختبار قدرة الحاكم المقترح على متابعة المسارات ، حيث يتكون هذا النموذج من مركبة أمامية لها سائق ومركبة خلفية تعمل بالحاكم المقترح وتهدف إلى متابعة حركة المركبة الأولى ، وقد اشتمل الاختبار على حالتين ، إحداهما افترضت إمكانية قياس الإشارات المختلفة بدون وجود تشويش والأخرى افترضت عدم القدرة على قياس بعض الإشارات مع وجود تشويش مما تطلب تصميم وتطوير مرشح كالمان ومقارنة نتائج هذه الحالة مع حاكم جاوس التربيعي ، وقد عرض الفصل هذه النتائج مع التعليق عليها. الفصل السابع : تم سرد أهم النقاط التي تم عملها وتم التوصل إليها في هذا البحث كما تم اقتراح بعض النقاط البحثية المستقبلية التي تعتبر امتدادا لما تم تقديمه في هذا البحث.