dc.contributor.advisor | Bryne, Torleiv Håland | |
dc.contributor.author | Cale, Rendell | |
dc.date.accessioned | 2021-10-05T17:38:03Z | |
dc.date.available | 2021-10-05T17:38:03Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.identifier | no.ntnu:inspera:76427839:20997435 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11250/2787895 | |
dc.description.abstract | Denne masteroppgaven utvikler et hierarkisk kontrollsystem for en
4-hjul-individuelt-styrt (4WIS) bil, som blir laget av det norske
landbruksoppstartsselskapet AutoAgri. Et nytt type kontrollsystem som
tillater simultan kontroll av kurs og yawrate blir foreslått. Denne
kontrolleren bruker egenskaper unikt for 4WIS biler, og forbedrer eksisterende
kontrollere ved å forene standard kjøremoduser inn i ett rammeverk. Ved å
forene kjøremodusene, fjernes behovet for diskontinuerlig modus-bytting
og modus-seleksjonslogikk.
En robust hjulstyringsvinkel-kontroller blir utviklet ved å bruke
sliding-mode kontroll (SMC). Kontrollsystemene er utviklet og integrert
med Robot Operating System 2 (ROS2), og de blir testet med Gazebo
for å simulere bilen.
For å demonstrere funksjonaliteten til systemet, så utviklet vi
guiding- og manuell-kontrollsystemer. Guiding systemet bruker
veipunkter for å generere en bane med kontinuerlig kurvatur, og
vektorfelt for å styre kursen til bilen langs banen.
I manuell kontroll blir bilen styrt av en menneskelig operatør ved
hjelp av en joystick.
Det foreslåtte kontrollsystemet er i stand til å håndtere et
variert antall tilfeller og noen umodellerte forstyrrelser.
Det har et problem med chatter, altså høy-frekvente oscillasjoner,
i hjulstyringsvinkel-kontrolleren som må bli addressert før kontrollsystemet
kan bli tatt i bruk, men flere strategier for å redusere det blir
diskutert. | |
dc.description.abstract | This master thesis develops a hierarchical control system for a
4-wheel-individual-steering (4WIS) vehicle, which is being created by the
Norwegian agricultural startup AutoAgri. A novel controller
which allows simultaneous control of course and yawrate is proposed.
This controller uses the unique features of 4WIS vehicles, and improves upon
the existing 4WIS controllers by unifying standard 4WIS driving-modes
vehicles into a single framework. By unifying the driving-modes, it removes the
need for discountinuous mode switching and mode-selection logic.
A robust steering angle controller is developed using sliding-mode control
(SMC). The control systems are developed and integrated using Robot Operating
System 2 (ROS2), and they are tested using Gazebo to simulate the vehicle. To
demonstrate the functionality of the system, we developed guidance and manual
control systems. The guidance system uses waypoints to generate a
continuous curvature path, and applies vector field guidance to control the
course of the vehicle. In the manual control system, the vehicle is controlled
by a human operator using a joystick input device.
The proposed control system is capable of handling a wide variety of cases
and some unmodelled disturbances. There is a problem with chatter in the
steering angle SMC which needs to be addressed before the control system can
be applied in practice, but several strategies to reduce this are discussed. | |
dc.language | eng | |
dc.publisher | NTNU | |
dc.title | Modeling and Control of a Four-wheel Autonomous Agricultural Robot | |
dc.type | Master thesis | |