Optimální řízení ve více doménách

Abstract

V této práci se zabývám řešením optimalizace rychlostního profilu s využitím transformace mezi časovou a prostorovou doménou. Práce vychází z praktických požadavků a problém optimalizace rychlostního profilu řeší komplexně. To znamená od formulace optimalizační úlohu až po samotný optimalizační algoritmus. Přitom důraz je kladen na jednoduchost a spolehlivost celkového řešení, aby se usnadnilo potenciální užití v automobilovém průmyslu. Praktické požadavky zahrnuté v této práci jsou jednoduchost, spolehlivost (dostupnost řešení v předem stanovený čas) a efektivita výpočtu rychlostního profilu s libovolnou (např. nulovou) počáteční a koncovou rychlostí a pevně danou dobou jízdy. Řešení dále uvažuje rychlostní omezení, sklon vozovky a přiměřeně složitý model vozidla. Optimalizace je robustní vůči překročení rychlostního limitu. Dále je řešeno plánování průjezdu křižovatkami se světelnou signalizací, jejíchž průjezdové intervaly jsou předem známy.

This work focuses on the solution of the speed profile optimization utilizing time-spatial domain transformation. The work is motivated by practical requirements and comprehensively solves the problem of speed profile optimization, from the problem formulation to the algorithm for the optimization tasks. In the proposed solution, simplicity and reliability are emphasized to facilitate transfer for potential use in the automotive industry. Practical requirements covered in this work are simplicity, reliability (solution is available at a desired time), the computational efficiency of speed profile optimization with arbitrary (e.g., zero) initial and final speed, and fixed travel time. Further, speed limits, road grades, and an adequately complex vehicle model are assumed. Optimization is robust to the speed limit violation. Moreover, passage through intersections with traffic lights with known passage intervals is also optimized.