Explorando a Estrutura Linear para Controle de Precisão da Dinâmica Veicular Altamente Não Linear

Drifting - operar um veículo em um ângulo de deslizamento lateral alto - oferece possibilidades intrigantes para controlar veículos autônomos em situações críticas. Embora o drifting seja um processo muito dinâmico, ocorrendo em uma região do espaço de estado com pneus saturados e equilíbrios instáveis, veículos autônomos têm sido controlados com sucesso nessa região. Abordagens de controle anteriores para rastreamento de caminho durante o drifting confiaram em modelos de veículo não lineares. Neste artigo, no entanto, demonstramos que modelos linearizados capturam a dinâmica necessária para controle em uma grande região em torno de um equilíbrio de drifting. Usando esse modelo linearizado, desenvolvemos um controlador baseado em um regulador quadrático linear. Este controlador usa direção, aceleração e freios para rastrear tanto um caminho desejado quanto um perfil de velocidade desejado, tornando o sistema totalmente atuado. Demonstramos a fidelidade desse modelo linearizado e a utilidade desse controlador implementando este controlador no MARTY, um DeLorean elétrico DMC, e rastreando com precisão caminhos de equilíbrio e quase equilíbrio com precisão de nível centimétrico que excede trabalhos anteriores.