Elektrikli araçlar için bulanık mantık denetleyicili uyarlamalı seyir kontrol sistemi tasarımı ve simülasyonu
Design and simulation of an adaptive cruise control system with fuzzy logic controller for electric vehicles
Yazar: FATİH KARAGÖZ
Danışman: PROF. DR. MÜZEYYEN SARITAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüzde üretilen araçlardaki seyir kontrol sistemleri, araç sürücüsünün konforuna ve güvenliğine katkı sağlamaktadır. Seyir kontrol sistemleri; sabit seyir kontrol sistemleri ve adaptif seyir kontrol sistemleri olarak incelenmektedir. Adaptif kontrol sistemleri, sabit kontrol sistemlerinden farklı olarak araç hız kontrolünün yanı sıra öndeki araçla arasında güvenli mesafe kontrolünü de sağlamaktadır. Bulanık mantık tabanlı kontrol sistemleri, klasik kontrol sistemlerinin aksine sistemin matematiksel modeline gerek duymadan, bulanık mantık ve bulanık küme işlemlerini kullanarak, makinelerin insanlar gibi karar vermesini sağlayabilmektedir. Bu çalışmada, elektrikli bir araç için bulanık mantık tabanlı bir adaptif kontrol sistemi tasarlanmıştır. Bulanık mantık tabanlı kontrolcünün girişlerinden biri, öndeki araca olan mesafe ile güvenli mesafenin farkıdır. Diğer giriş ise, aracın anlık hızı ile aracın gitmesi gereken hız değeri arasındaki farktır. Bu iki fark değer bulanık mantık kural tabanında yer alan kurallara göre işlenmiştir. Elde edilen iki fark değer, aracın hızında arttırıcı veya azaltıcı etki yaratarak, öndeki araçla uygun mesafenin korunması ve aracın istenilen hızda seyretmesini sağlamaktadır. Öndeki araca olan mesafenin güvenli mesafe değerinden düşük olması durumunda ise aracın hızı düşürülerek aradaki mesafe korunmaktadır. Ayrıca, tasarlanan adaptif kontrol sisteminin bilgisayar ortamında MATLAB/Simulink yazılımı ile benzetimi yapılmıştır. Yapılan benzetim sonuçlarına göre, öndeki araçla uygun mesafe olduğunda elektrikli aracın istenilen hız değerini sağladığı; öndeki araca olan mesafe güvenli mesafe değerinden düşük ise, aracın hızlanması engellenerek aradaki takip mesafesinin korunduğu görülmüştür.

Abstract:
The cruise control systems in today's produced vehicles contribute to drivers comfort and safety. Cruise control systems are studied in two main groups as simple cruise control systems and adaptive cruise control systems. Unlike the simple cruise control systems, adaptive cruise control systems also provide vehicle's safe distance control to leading vehicle in addition to velocity control. Unlike the classic control systems, fuzzy logic based control systems can provide that the machines decide like humans using fuzzy logic and fuzzy set operations without the need of mathematical model of system. In this study, an adaptive cruise control system for an electric vehicle was designed using fuzzy logic controller. One of the inputs of the fuzzy logic based controller is the difference between "distance to leading vehicle" and "safe distance". The other input is the difference between "vehicle's instant velocity" and "desired velocity". These two difference values are processed according to rules contained in the fuzzy logic rule base. With positive or negative impact of fuzzy logic controller's output, it is ensured to cruise at desired speed if there is safe distance between host vehicle and leading vehicle. If there isn't any safe distance between the vehicles, the safe distance is maintained by prevention of acceleration to desired speed. The simulation of the system has been realized using Simulink which is component of Mathworks' MATLAB software. According to the simulation results, fuzzy logic controller has maintained to cruise at desired speed of the electric vehicle if there is safe distance to leading vehicle in front of the electric vehicle. In case of any safe distance between the vehicles, the safe distance is ensured by prevention of acceleration to desired speed.