This thesis deals with the design of a control scheme aimed at eco-driving of conventional vehicles along a stretch of road with traffic lights. Inspired by the work of De Nunzio, the proposed algorithm is able to find the path with lowest energy consumption, and to generate the speed reference to optimally cross all traffic lights over the route. Since the vehicle velocity could deviate from the optimal reference value because of possible modelling uncertain terms or disturbances, the proposed approach is characterized by a robust controller of sliding mode type and an event-triggered block to re-plan the trajectory whenever a specific condition is violated. Specifically, the latter is selected as the speed error, so that whenever it overcomes a pre-specified threshold a new optimization to generate the best path is executed. Simulation results shows the effectiveness of the proposal even with respect to a classical PD controller.

Controllo robusto di guida eco-driving basato sulla segnaletica stradale attivato da evet-triggered. Questa tesi si occupa della progettazione di uno schema di controllo per la guida ecosostenibile di veicoli convenzionali lungo un tratto di strada con semafori. Partendo dal lavoro di De Nunzio, l'algoritmo proposto è in grado di trovare il percorso con il minor consumo di energia, e di generare il riferimento di velocità per attraversare in modo ottimale tutti i semafori sul percorso. Poiché la velocità del veicolo autonomo potrebbe scostarsi dal valore di riferimento ottimale a causa di possibili disturbi o incertezze di modello, l'approccio proposto \'e caratterizzato da un controllore di tipo sliding mode e da un blocco di commutazione a eventi per ripianificare la traiettoria se una specifica condizione viene violata. Nello specifico, tale condizione \'e scelta come l'errore di velocità tale che, superata una soglia prefissata, venga eseguita una nuova ottimizzazione per generare il percorso migliore. I risultati in simulazione mostrano infine l'efficacia della proposta anche rispetto ad un controllore classico di tipo PD.

Event-triggered robust eco-driving control based on traffic signals information

BANFI, FABIO
2020/2021

Abstract

This thesis deals with the design of a control scheme aimed at eco-driving of conventional vehicles along a stretch of road with traffic lights. Inspired by the work of De Nunzio, the proposed algorithm is able to find the path with lowest energy consumption, and to generate the speed reference to optimally cross all traffic lights over the route. Since the vehicle velocity could deviate from the optimal reference value because of possible modelling uncertain terms or disturbances, the proposed approach is characterized by a robust controller of sliding mode type and an event-triggered block to re-plan the trajectory whenever a specific condition is violated. Specifically, the latter is selected as the speed error, so that whenever it overcomes a pre-specified threshold a new optimization to generate the best path is executed. Simulation results shows the effectiveness of the proposal even with respect to a classical PD controller.
2020
Event-triggered robust eco-driving control based on traffic signals information
Controllo robusto di guida eco-driving basato sulla segnaletica stradale attivato da evet-triggered. Questa tesi si occupa della progettazione di uno schema di controllo per la guida ecosostenibile di veicoli convenzionali lungo un tratto di strada con semafori. Partendo dal lavoro di De Nunzio, l'algoritmo proposto è in grado di trovare il percorso con il minor consumo di energia, e di generare il riferimento di velocità per attraversare in modo ottimale tutti i semafori sul percorso. Poiché la velocità del veicolo autonomo potrebbe scostarsi dal valore di riferimento ottimale a causa di possibili disturbi o incertezze di modello, l'approccio proposto \'e caratterizzato da un controllore di tipo sliding mode e da un blocco di commutazione a eventi per ripianificare la traiettoria se una specifica condizione viene violata. Nello specifico, tale condizione \'e scelta come l'errore di velocità tale che, superata una soglia prefissata, venga eseguita una nuova ottimizzazione per generare il percorso migliore. I risultati in simulazione mostrano infine l'efficacia della proposta anche rispetto ad un controllore classico di tipo PD.
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