Optimal ABS kontrolcüsü geliştirilmesi
Development of the optimal ABS controller
Yazar: TUNÇ ALTINEL
Danışman: DOÇ. DR. İLKER MURAT KOÇ ; YRD. DOÇ. DR. ERKİN DİNÇMEN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Sistem Dinamiği ve Kontrol Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: ABS = ABS ; Doğrusal olmayan kontrol teorisi = Nonlinear control theory ; Optimal kontrol = Optimal control

Özet:
Bu projede, yol koşulları bilgisine ihtiyaç duymadan optimal frenleme performansını sağlayan bir ABS kontrol algoritması geliştirilmiş ve bu algoritma önce benzetim çalışmalarında uygulanıp doğruluğu gösterilmiş daha sonra ise deneysel bir sistem üzerinde uygulanmıştır. Geliştirilen algoritmanın temeli, Ekstremum Arama Algoritması (EAA) olarak adlandırılan yöntemdir. Bu algoritma, bir sistemin optimal çalışma noktasının önceden bilinmediği durumlarda kullanılabilmektedir. Örneğin acil durum frenlemesinde ihtiyaç duyulduğu gibi, bilinmeyen yol koşullarında tekerlek ile yol arasındaki frenleme kuvvetlerinin azami noktasına ulaştırılması problemi EAA'nın uygulama alanına girmektedir.
Projede EAA temelli bir ABS kontrol algoritması geliştirilmiştir. Akedemik olarak getirilen bir yenilik, arama algoritmasında kullanılan değişkenler uyarlamalı hale getirilerek Uyarlamalı Ekstremum Arama Algoritması tabanlı ABS kontrolcüsü geliştirilmiştir. Bu şekilde algoritmanın hızlı bir şekilde optimal çalışma noktasını bulması, bulduktan sonra ise değişkenlerin uyarlanarak optimal nokta etrafında düşük genlikli salınımlar ile frenleme performansının önemli ölçüde iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca bu alanda yapılan önceki çalışmalarda önerilen ABS kontrol algoritmalarının hemen hemen hepsi sadece bilgisayarda gerçekleştirilen benzetimler ile doğrulanmakta, gerçek bir sistemde gerçek zamanlı uygulanabilirlikleri soru işareti olarak kalmaktadır. Bu projede bir ABS deney düzeneği satın alınmış ve algoritmanın gerçek zamanlı testleri gerçekleştirilmiştir. Bu sayede söz konusu geliştirilen algoritmanın, gerçek sisteme uygulanabildiği gösterilmiştir.

Abstract:
In this project, we aimed to develop an ABS control algorithm, and to implement the developed algorithm in an experimental setup. The algorithm provides optimal braking performance without any information of the road conditions. The basis for our algorithm is the Extremum Seeking Algorithm (ESA). ESA can be used in such  situations in which the optimum operating point of a system is not known in advance. For example in emergency braking cases that are sudden, the problem of maximizing the braking force between the wheel and the road in an unknown road condition is an example of the application area of the ESA.
In this project, an ESA-based ABS control algorithm was developed. As a novelty to the literature, by making the parameters of the search algorithm adaptive, an Adaptive Extremum Seeking Algorithm based ABS controller was proposed. In this way, the algorithm finds the optimum operating point quckly, and after finding it, by adapting the parameters, braking with low-amplitude oscillations around the optimum operating point is accomplished. In addition, an ABS experimental setup was purchased for the project and real time tests of the algorithm were conducted in this setup.