1. ELARTU — Інституційний репозитарій ТНТУ імені Івана Пулюя
  2. Роботи студентів
  3. Магістр
  4. 151 — автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології, 174 Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка
Ezzel az azonosítóval hivatkozhat erre a dokumentumra forrásmegjelölésben vagy hiperhivatkozás esetén: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51302
Title: Розробка та дослідження автоматизованої системи прогнозування траєкторії руху автономних транспортних засобів
Other Titles: Development and research of an automated system for predicting the trajectory of autonomous vehicles
Authors: Сас, Денис Володимирович
Sas, Denys
Affiliation: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Факультет прикладних інформаційних технологій та електроінженерії (ФПТ)
Кафедра автоматизації технологічних процесів і виробництв
Bibliographic description (Ukraine): Сас Д.В., Розробка та дослідження автоматизованої системи прогнозування траєкторії руху автономних транспортних засобів: кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю «174 — автоматизація, комп’ютерно-інтеровані технології та робототехніка» / Д. В. Сас. – Тернопіль: ТНТУ, 2025. — 85 с.
Sas D. V., Development and research of an automated system for predicting the trajectory of autonomous vehicles: magister qualification work in the specialty "174 — automation, computer-integrated technologies and robotics " / D. V. Sas – Ternopil: TNTU, 2025. — 85 p.
Issue Date: 24-dec-2025
Submitted date: 19-dec-2025
Date of entry: 16-jan-2026
Publisher: Тернопільський національний технічний університет ім. І. Пулюя, Факультет прикладних інформаційних технологій та електроінженерії, Кафедра автоматизації технологічних процесів і виробництв
Country (code): UA
Place of the edition/event: Тернопільський національний технічний університет ім. І. Пулюя, Факультет прикладних інформаційних технологій та електроінженерії, Кафедра автоматизації технологічних процесів і виробництв.
Institution defense: ЕК №23, 2025 р.
Supervisor: Дмитрів, Олена Романівна
Dmytriv, Olena
Committee members: Станько, Андрій Андрійович
Stanko, Andrii
UDC: 681.5
004.942
Keywords: 174
автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка
автоматизація
контролер
транспортний засіб
зворотний зв’язок
керування
модель прогнозного керування
automation
аutomation computer-integrated technologies and robotics
controller
vehicle
feedback
control
predictive control model
Page range: 1-85
End page: 85
Abstract: Робота була зосереджена на дослідженні моделі автономного автомобіля, а також кермування та керування швидкістю автономних транспортних засобів. Було розглянуто різні рівні динамічної моделі транспортного засобу, такі як кінематична модель та модель велосипеда з лінійною або нелінійною моделями шин. Контролер контролю був розділений на дві частини: перша — поздовжній контролер, що відповідає зміні швидкості, а інший — поперечний, який головним чином пов'язаний з кутом повороту керма. Поперечний контролер базується на теорії MPC, а поздовжній — на теорії PID. Весь контролер, розроблений у Matlab Simulink, показав хороші параметри роботи у двох напрямках регулювання, щоб слідувати бажаному шляху. Для перевірки було згенеровано різні сценарії за допомогою інструментарію автономного водіння в Matlab. Щоб отримати більш достовірні дані про стан транспортного засобу було також використано програмне забезпечення Carsim у поєднанні з Matlab, що дозволило оцінити роботу розробленого контролера для керування автономним транспортним засобом.
The work focused on the study of the autonomous car model, as well as the steering and speed control of autonomous vehicles. Different levels of the vehicle dynamic model were considered, such as the kinematic model and the bicycle model with linear or nonlinear tire models. The control controller was divided into two parts: the first is a longitudinal controller that responds to the speed change, and the other is a transverse controller that is mainly related to the steering angle. The transverse controller is based on the MPC theory, and the longitudinal controller is based on the PID theory. The entire controller, developed in Matlab Simulink, showed good performance in two directions of regulation to follow the desired path. For verification, different scenarios were generated using the autonomous driving toolkit in Matlab. In order to obtain more reliable data on the state of the vehicle, the Carsim software was also used in combination with Matlab, which allowed evaluating the performance of the developed controller for controlling an autonomous vehicle.
Description: Робота виконана на кафедрі автоматизації технологічних процесів та виробництв факультету прикладних інформаційних технологій та електроінженерії Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться «24» грудня 2025 р. о 9.00год. на засіданні екзаменаційної комісії №23 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя.
Content: ВСТУП 6 1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 7 1.1 Загальне уявлення про автономне керування автомобілем. 7 1.2 Модель прогнозного керування для планування та відстеження шляху. 10 1.3 Постановка проблеми 12 2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 13 2.1 Модель транспортного засобу та шин 13 2.2 Кінематична модель 14 2.3 Динамічна модель 16 2.3.1 Модель велосипеда 17 2.3.2 Модель шини 20 2.3.3 Лінійна модель велосипеда 23 3 КОСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 24 3.1 Розробка MPC-контролер для бокового керування 24 3.2 LTI (лінійна незмінна в часі) модель прогнозного керування (MPC) 26 3.3 Нелінійне моделювання прогнозного керування 31 3.4 Чисельний метод для нелінійної системи 33 3.5 Динамічна модель у координатах шляху 34 4 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 37 4.1 Огляд теорії ПІД-регулювання 37 4.2 Впровадження поздовжнього контролю 39 4.3 Генерація бажаної швидкості 41 4.4 Спільний вплив між поздовжнім та поперечним напрямком 43 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 48 5.1. Впровадження моделі та розвиток MPC в Simulink 48 5.1 Cередовище Simulink 49 5.2 Моделювання співпраці з Carsim 53 5.3 Бенчмаркінг за допомогою модуля Carsim 56 5.4 Графіки продуктивності та кінцевих результатів 59 6 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 63 6.1 Вимоги охорони праці під час роботи з електроустаткуванням 63 6.2 Вимоги безпеки під час виконання робіт 68 6.3 Вимоги безпеки після закінчення робіт з ремонту та обслуговування електроустаткування 70 6.4 Розрахунок захисного заземлення 72 ВИСНОВКИ 78 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 79
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51302
Copyright owner: © Сас Д.В., 2025
References (Ukraine): 1. Kühne F. Model Predictive Control of a Mobile Robot Using linearization. APS/ECM.
2. Rafaila R. C. Nonlinear Model Predictive Control of Autonomous vehicle Steering. 2015 19th International Conference on System Theory, Control and Computing (ICSTCC), October 14-16, Cheile Gradistei, Romania. 2015.
3. Brown M. Safe driving envelopes for path tracking in autonomous vehicles. Control Engineering Practice. 2017. Vol. 61. P. 307–316.
4. Goh J. Y. Simultaneous Stabilization and Tracking of Basic Automobile Drifting trajectories. 2016 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), Gothenburg, Sweden, June 19-22, 2016. 2016.
5. Liu Jiechao. The role of model fidelity in model predictive control based hazard avoidance in unmanned ground vehicles using lidar sensors : [thesis]. Mechanical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor.
6. Peters S. C. Differential flatness of a front-steered vehicle with tire force control. 2011 IEEE/RSJ International Conference on intelligent Robots and Systems, September 25-30, 2011. San Francisco, CA, USA. 2011.
7. Skjetne R. Robust output maneuvering for a class of nonlinear systems. Automatic. 2004. Vol. 40, no. 3. P. 373–383.
8. Aguiar P. Logic-based switching control for trajectory-tracking and path-following of underactuated autonomous vehicles its parametric modeling uncertainty. Presented at the 2004 Amer. Control Conf., Boston, MA, Jun. 2004. 2004.
9. Al-Hiddabi S. Tracking and maneuver regulation control for nonlinear nonminimum phase systems: Application to flight control. IEEE Trans. Control Syst. Technol. 2002. Vol. 10, no. 6. P. 780–792.
10. Aguiar A. P. Path following reference-tracking? An answer relaxing the limits to performance. 5th IFAC/EURON Symp. Intelligent Autonomous Vehicles, Lisbon, Portugal, Jul. 2004. 2004.
11. Laurense Vincent A. Path-Tracking for Autonomous Vehicles at the Limit of Friction. 2017 American Control Conference, May 24–26, 2017, Seattle, USA. 2017.
12. Chatzikomis C. I. A path-following driver model with longitudinal and lateral control of vehicle’s motion. Forsch Ingenieurwes. 2009. Vol. 73. P. 257–266.
13. MacAdam C. C. Understanding and modeling the human driver. Vehicle System Dynamic. 2003. Vol. 40. P. 101–134.
14. Plochl M. Driver models in automobile dynamics application. Vehicle System Dynamic. 2007. Vol. 45. P. 699–741.
15. Marino R. A Nested PID Steering Control for Lane Keeping in Vision Based Autonomous Vehicles. 2009 American Control Conference, Hyatt Regency Riverfront, St. Louis, MO, USA, June 10-12, 2009. 2009.
16. Kang C. M. Comparative Evaluation of Dynamic and Kinematic Vehicle Models. 53rd IEEE Conference on Decision and Control, December 15-17, 2014. Los Angeles, California, USA. 2014.
17. Handbook of Intelligent Vehicle / ed. A. Eskandarian. Springer-Verlag, 2012.
18. Ulsoy A. G. Automotive Control Systems. Cambridge, 2012.
19. Lee S.-H. Multirate active steering control for autonomous vehicle lateral maneuvering. Proceeding of IEEE Intelligent Vehicles Symposium, June 3-7, 2012. 2012. P. 772–777.
20. Lee J. H. Predictive control of vehicle trajectory by using a coupled vector with the vehicle velocity and sideslip angle. IJAT. 2008.
21. Gu D. Neural predictive control for a carlike mobile robot. Robotics and Autonomous Systems. 2002. Vol. 39, no. 2. P. 73–86.
22. Pacejka H. B. Tire and Vehicle Dynamics. Elsevier – Butterworth Heinemann, 2004.
23. Smith N. D. Understanding Parameters Influencing Tire Modeling. Colorado State University, 2004. Formula SAE Platform.
24. Sharp R. S. et al. A mathematical model for driver steering control, with design, tuning and performance results. Vehicle Sys Dynamic. 2000. Vol. 33. P. 289–326.
25. Stanger T. A Model Predictive Cooperative Adaptive Cruise Control Approach. 2013 American Control Conference (ACC), Washington, DC, USA, June 17-19, 2013. 2013.
26. Введення в компютерну графіку та дизайн: Навчальний посібник для студентів спеціальності 174 "Автоматизація, компютерно-інтегровані технології та робототехніка"/Укладачі: О.В. Тотосько, П.Д. Стухляк, А.Г. Микитишин, В.В. Левицький, Р.З. Золотий - Тернопіль: ФОП Паляниця В.А., 2023 - 304с. http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/41166.
27. Основи наукових досліджень і теорія експерименту : Навчальний посібник для здобувачів освітнього ступеня «Магістр» спеціальності 174 «Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка» / укл. Ю. Б. Капаціла, П. О. Марущак, В. Б. Савків, О. П. Шовкун. Тернопіль : ФОП Паляниця В.А., 2023. 186 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/40843
28. Коноваленко І. В. Платформа .NET та мова програмування C# 8.0 : навч. посіб. / І. В. Коноваленко, П. О. Марущак. – Тернопіль : В. А. Паляниця, 2020 – 320 с. http://library.megu.edu.ua:8180/jspui/handle/123456789/4115
29. Проектування мікропроцесорних систем керування: навчальний посібник / І.Р. Козбур, П.О. Марущак, В.Р. Медвідь, В.Б. Савків, В.П. Пісьціо. – Тернопіль: Вид-во ТНТУ імені Івана Пулюя, 2022. – 324 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/39189
30. Капаціла Ю.Б., Савків В.Б. Методичні вказівки до виконання кваліфікаційної роботи бакалавра спеціальності «Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка». Тернопіль.: Видавництво ТНТУ. 2025. 60 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48495
31. Капаціла Ю.Б., Шовкун О.П. Дослідження релейного електронного регулятора температури. /Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу «Приводи та автоматика мехатронних систем» для здобувачів освітнього ступеня «бакалавр» спеціальності «Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка». Тернопіль: ТНТУ. 2025. 15 с. http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50560.
32. Козбур І.Р., «Дослідження часових характеристик неперервних лінійних систем», по курсу «Теорія автоматичного управління», для студентів 3 курсу спеціальності 151 «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» / Авт.: Козбур І.Р., Козбур Г.В. Марущак П.О., Савків В.Б. – Тернопіль: ТНТУ, ФПТ, каф. АВ, – 2022. – 19 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/39206
33. Капаціла Ю.Б., Марущак П.О., Савків В.Б. Методичні вказівки з виконання курсової роботи з дисципліни «Основи наукових досліджень» для здобувачів освітнього ступеня «Магістр» спеціальності 174 «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології». Тернопіль: ТНТУ, 2023. 32 с
34. Автоматизація виробничих процесів. Навчальний посібник для технічних спеціальностей вищих навчальних закладів. / Я.І. Проць, В.Б. Савків, О.К. Шкодзінський, О.Л. Ляшук. Тернопіль: ТНТУ ім. І. Пулюя, 2011. 344 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/1551
35. Методичні вказівки по роботі з програмним симулятором "AVR simulator ІDE" з курсу "Мікропроцесорні та програмні засоби автоматизації" / укл. : В.Р. Медвідь , В.П. Пісьціо. - Тернопіль : ТНТУ імені Івана Пулюя, 2020. - 21 с.
36. Моделювання нелінійних систем керування у пакеті MATLAB SIMULINK, методичні вказівки до виконання лабораторної роботи по курсу «Комп’ютерні методи дослідження систем автоматичного управління», для студентів 4 курсу спеціальності 6.050201 «Системна інженерія» / укл. : І.Р. Козбур , Г.В. Козбур , Р.І. Михайлишин. – Тернопіль : ТНТУ імені Івана Пулюя, 2019. - 19 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/28057
37. Моделювання систем керування в пакеті MATLAB SIMULINK, методичні вказівки до виконання лабораторної роботи по курсу «Комп’ютерні методи дослідження систем автоматичного управління», для студентів 4 курсу спеціальності 6.050201 «Системна інженерія» / укл. : І.Р. Козбур , Г.В. Козбур , Р.І. Михайлишин. – Тернопіль : ТНТУ, 2019. - 23 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/28056
38. Проектування та аналіз електричних схем в програмному середовищі Multisim. Методичні вказівки до самостійної роботи студентів з курсу "Проектування мікропроцесорних систем керування технологічними процесами" / укл. : В.Р. Медвідь , В.П. Пісьціо . - Тернопіль : ТНТУ Імені Івана Пулюя, 2018. - 26 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/26404
39. Проектування та аналіз електричних схем в програмному середовищі Proteus VSM. Методичні вказівки до самостійної роботи студентів з курсу "Проектування мікропроцесорних систем керування технологічними процесами" / укл. : В.Р. Медвідь , В.П. Пісьціо. - Тернопіль : ТНТУ, 2018. - 26 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/26397
40. Методичні вказівки до курсового проектування з курсу "Проектування систем автоматизації" / Савків В.Б., Шкодзінський О.К., Пісьціо В.П. Тернопіль : ТНТУ, 2025. 128 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48646
41. Трембач Р.Б., Медвідь В.Р. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни “Електроніка і мікросхемотехніка”. – Тернопіль: ТНТУ ім. І. Пулюя, 2024. – 53 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/44635
42. Трембач Р.Б., Медвідь В.Р. Методичні вказівки до виконання до виконання лабораторних робіт з дисципліни “Електроніка і мікроcхемотехніка” Модуль 3. «Імпульсна техніка, вторинні джерела живлення, основи цифрової електроніки» – Тернопіль: ТНТУ, 2024. -26 с.
43. Трембач Р.Б., Шовкун О.П. Методичні вказівки до виконання до виконання лабораторних робіт з дисципліни “Інформаційно – вимірювальні системи” Модуль I. «Вимірювальна техніка» – Тернопіль: ТНТУ., 2024. – 67 с.
44. Методичні вказівки для написання розділу «Безпека життєдіяльності, основи охорони праці» в кваліфікаційних роботах здобувачів освітнього рівня ,,бакалавр”. Для студентів всіх форм навчання рівень вищої освіти перший (бакалаврський)/ укл.: О. Я. Гурик , І. Б. Окіпний. – Тернопіль: ТНТУ імені Івана Пулюя, 2021. - 20 с.
45. Навчально-методичний посібник до практичних заняття з дисципліни «Безпека життєдіяльності, основи охорони праці» для студентів освітнього ступеня ,,бакалавр" усіх спеціальностей та форм навчання / Укладачі : О. Я. Гурик, І. Б. Окіпний, В. С. Сенчишин, С. Ю. Мариненко, О. І. Король. Тернопіль : ТНТУ імені Івана Пулюя, 2025. 123 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48496
46. Микитишин А. Г., Митник М. М., Стухляк П. Д., Пасічник В. В. Комп’ютерні мережі. Книга 1 [навчальний посібник]. Львів : «Магнолія 2006», 2013. 256 с.
47. Микитишин А. Г., Митник М. М., Стухляк П. Д., Пасічник В. В. Комп’ютерні мережі. Книга 2. [навчальний посібник]. Львів : "Магнолія 2006", 2014. 312 с.
48. Микитишин А. Г., Митник М. М., Стухляк П. Д. Телекомунікаційні системи та мережі. Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2017. 384 с.
49. Буров Є., Митник М. Комп’ютерні мережі. (у 2-х томах). Львів, Магнолія, 2018.
50. Комплексна безпека інформаційних мережевих систем. Навчальний посібник для студентів спеціальності 174 «Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка» / А. Г. Микитиший, М. М. Митник, О. С. Голотенко, В. В. Карташов. – Тернопіль: ФОП Паляниця В.А., 2023. – 324 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/42625
51. Пилипець М. І. Правила заповнення основних форм технологічних документів : навч.-метод. посіб. / Уклад. Пилипець М. І., Ткаченко І. Г., Левкович М. Г., Васильків В. В., Радик Д. Л. Тернопіль : ТДТУ, 2009. 108 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/42995
Content type: Master Thesis
Ebben a gyűjteményben:151 — автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології, 174 Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка

Fájlok a dokumentumban:
Fájl Leírás MéretFormátum 
KRM Sas Denys KAm-61.pdfКваліфікаційна робота магістра, спеціальність 1742,1 MBAdobe PDFMegtekintés/Megnyitás
A dokumentum részletes adatai


Minden dokumentum, ami a DSpace rendszerben szerepel, szerzői jogokkal védett. Minden jog fenntartva!

Admin Tools