Master's Thesis

Design and evaluation of vehicle steering controller

Final Thesis 2.1 MB Appendix 14.54 MB

Author of thesis: Ing. Martin Margetaj

Acad. year: 2018/2019

Supervisor: doc. Ing. Robert Grepl, Ph.D.

Reviewer: Ing. Josef Vejlupek, Ph.D.

Abstract:

FlexRay communication protocol and bus are presented and discussed in this thesis. Several vehicle mathematical models of the vehicle dynamic for simulations and development of the control system are introduced. Further, the design of a signal gateway is presented. Software for editing vehicle signals is introduced and tested on the test vehicle. Vehicle models were parametrized to match real test vehicle behavior. Developed control systems were implemented to the test vehicle, and their performance is tested, the results of all tests are compared and evaluated.

Keywords:

EPS, double lane change, FlexRay protocol, vehicle dynamics, Vector, VN8914, VN7600, software

Date of defence

17.06.2019

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student v prezentaci DP představil řešené téma v oblasti návrhu a ověření funkčnosti systému směrového řízení vozidla. Po ukončení prezentace a přečtení posudků oponenta a vedoucího práce odpovídal student na otázky položené oponentem v posudku. Dále student odpovídal na dotazy zkušební komise, směřující např. na způsoby nastavení PID regulátorů, možnosti modifikace řídící jednotky posilovače řízení a maximální rychlost, kterou je vozidlo požadovaný test provést. Presentaci DP, stejně jako samotnou práci hodnotila komise jako výbornou.

Language of thesis

English

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (M2A-P)

Field of study

Mechatronics (M-MET)

Composition of Committee

RNDr. Vladimír Opluštil (předseda)
doc. Ing. Robert Grepl, Ph.D. (místopředseda)
prof. RNDr. Ing. Tomáš Březina, CSc. (člen)
Ing. Dalibor Červinka, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jiří Krejsa, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Peter Kriššák, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Čestmír Ondrůšek, CSc. (člen)
Ing. Bohumil Král, CSc. (člen)
Ing. Josef Ferda (člen)
mjr. Ing. Václav Křivánek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Robert Grepl, Ph.D.

Předkládaná práce zahrnuje modelování, identifikaci, návrh řízení a experimentální ověření na vozidle a byla vypracována ve spolupráci s firmou Porsche Engineering Services s.r.o. Kladně hodnotím jak šířku záběru studenta, tak praktické provedení podstatných částí práce.
Při prezentaci některých klíčových modelů regulačních prvků by k větší srozumitelnosti přispělo i vyjádření rovnicí místo (někdy špatně čitelného) obrázku modelu v Simulinku. 
Angličtina je podle mého názoru velmi dobrá, narušují ji pouze drobnosti jako např. psaní slova "figure" a "chapter" (obvyklé je Figure, případně zkratkou Fig.). V práci jsem nalezl několik překlepů a chyb (název kap. 4.3, odkaz na sekci na str. 67).
Student pracoval zcela samostatně, dokonce natolik, že jsem dokončený text práce viděl až při hodnocení.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A
Display more

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Josef Vejlupek, Ph.D.

Diplomová práce pana Margetaje - Návrh a ověření funkčnosti systému směrového řízení vozidla je poměrně zdařilá. Student se musel vypořádat s poměrně náročným a obsáhlým tématem - nastudovat si poměrně dost informací o komunikačních sběrnicích, toku a zpracování dat, dále sestavit a ověřit model a navrhnout řídicí algoritmy. Cíle vytyčené v zadání práce byly splněny. V řešení některých dílčích úloh jsem zaznamenal možné drobnější chybičky a možná ne úplně dobře interpretované výsledky a závěry. Práci hodnotím celkově jako velmi dobrou a doporučuji k obhajobě.

Práce je napsána dobrou angličtinou, byť tu a tam se vyskytují drobné "kostrbatosti" a pojmy "stvořené" překladem z češtiny, avšak ne z korektního pojmu (maximal steering range (angle), v kapitole 4.3, myslím že hledaný pojem je "turning radius")
Ještě přikládám pár poznámek (myslím, že netřeba je číst při obhajobě).
V kapitole 4.2.1 je na obrázku 4.9 v legendě grafu uvedeno, že jde o výstup regulátoru - asi jde ale o odezvu systému na zásah regulátoru.
V kapitole 4.2.2 graf 4.11: některé skokové odezvy začínají reagovat ještě před samotným skokem.
Nerozumím závěru v kapitole 4.3 - Rear steering coefficient: úhel natočení zadních kol nejspíš nebude výhradně +-3°. Z modelu na obrázku 4.34 a 4.35 vyplývá, že se použije 0, nebo právě těch +-3° pro úhel cca >0.3°. Tento předpoklad bych viděl jako možný zdroj problémů v následných testech.
V kapitole 4.4 mne zarazila poznámka o spouštění modelu od nenulové rychlosti jako ošetření dělení nulou.
V kapitole 5.2 mi není jasné, jak to že algoritmus bez zpětné vazby vygeneruje tři různé průběhy akčního zásahu.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. In chapter 2.3 is introduced an simplification 2.9 and 2.10 based on assumption of small angle. Is this assumption fulfilled in the Moose test?
  2. V úvodu je zmíněn cíl mít možnost provádět testy s opakovatelností - tedy s vyloučením lidského faktoru, při losím testu je k ovládání natočení přední nápravy využit elektromechanický posilovač řízení, který je však navržen jen jako posilovač a tudíž má z principu omezený výkon, respektive moment. Zkuste navrhnout jakým způsobem by šlo toto omezení vyřešit.
  3. Bylo by pro účely testů možné se současným vybavením přidat převzetí řízení rychlosti vozidla programem? (a testovacímu jezdci přidat například blokovací tlačítko)
Display more

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová