Diseño De Un Mpc Para El Seguimiento De Una Trayectoria De Un Vehículo Articulado

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Resumen

En Colombia, los sistemas de transporte masivo de pasajeros de algunas ciudades principales tienen en su flota vehículos articulados, los cuales se desplazan desde un origen hasta un destino específicos. Luego de que han finalizado su jornada de trabajo, estos vehículos deben estacionarse en un patio taller en un espacio reducido, esta acción se ha identificado como repetitiva y que se debe realizar a una velocidad baja. Es por esto por lo que, para reducir estrés y fatiga a los conductores de estos vehículos frente a estos eventos monótonos, este trabajo describe un caso de estudio relacionado con la planeación óptima de la trayectoria de un vehículo articulado, para lo cual se ha tomado como referencia el sistema de transporte masivo de la ciudad de Barranquilla: Transmetro. Se ha recreado el escenario de estacionamiento (patio taller) en MATLAB con sus respectivos obstáculos fijos: muros u otros vehículos de iguales dimensiones. La trayectoria desde el punto inicial hasta el final tiene un alto grado de complejidad, por eso se han configurado las restricciones de igualdad y desigualdad requeridas. Para encontrar la ruta se ha utilizado un Controlador Predictivo por Modelo (MPC) multietapa para sistemas no lineales, que reconoce estos obstáculos como objetos de colisión. Se ha agregado incertidumbre aleatoria a los valores iniciales de la posición inicial, además de modificar la ponderación relativa de su función de costo que depende de las entradas del sistema: la velocidad longitudinal y el ángulo de giro, para que la simulación se realice en Closed Loop y así se asegure su optimización.

Abstract

In Colombia, the mass passenger transportation systems of some main cities have articulated vehicles in their fleet, which travel from an origin to a specific destination. After they have finished their workday, these vehicles must be parked in a workshop yard in a small space. This action has been identified as repetitive and must be performed at a low speed. This is why, to reduce stress and fatigue to the drivers of these vehicles in the face of these monotonous events, this work describes a case study related to the optimal planning of the trajectory of an articulated vehicle, for which it has been taken as a reference the mass transportation system of the city of Barranquilla: Transmetro. The parking scenario (highest yard) has been recreated in MATLAB with their respective fixed obstacles: walls or other vehicles of equal dimensions. The trajectory from the initial point to the end has a high degree of complexity, which is why the required equality and inequality restrictions have been configured. To find the route, a multistage Model Predictive Controller (MPC) for nonlinear systems has been used, which recognizes these obstacles as collision objects. Random uncertainty has been added to the initial values of the initial position, in addition to modifying the relative weighting of its cost function that depends on the system inputs: the longitudinal speed and the angle of rotation, so that the simulation is carried out in Closed-Loop and thus its optimization will be ensured.

Idioma

spa

Palabras clave

Citación

Mancipe Bohorquez, H. A. (2024). Diseño De Un Mpc Para El Seguimiento De Una Trayectoria De Un Vehículo Articulado. [Trabajo de Maestría, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional.

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