การประยุกต์ใช้ระบบควบคุมการเคลื่อนที่อัตโนมัติของรถไถสำหรับ ควบคุมการติดตามเส้น

Abstract

บทคัดย่อ บทความวิชาการนี้เป็นการรวบรวมข้อมูลอัลกอลิทึมของระบบควบคุมการเคลื่อนที่อัตโนมัติของรถไถที่ใช้ในการควบคุมการติดตามเส้น โดยในเบื้องต้นต้องวิเคราะห์ลักษณะของรถไถว่ามีรูปแบบการเคลื่อนที่อย่างไร เช่น มีระบบขับเคลื่อน และการบังคับเลี้ยวเช่นใด เพื่อทำการสร้างสมการทางพลศาสตร์สำหรับรถไถในลำดับต่อไป  และเนื่องจากการควบคุมรถไถให้วิ่งตามเส้นได้นั้นต้องมีปัจจัยสำคัญอื่น ๆ เข้ามาเกี่ยวข้อง เช่น กระบวนการสร้างเส้นทางการเคลื่อนที่ (Part Trajectory) ซึ่งเปรียบเสมือนการสร้างถนนในรูปแบบต่างๆ เพื่อให้รถไถเคลื่อนไปตามเส้นทางที่กำหนด  ส่วนอีกปัจจัยหนึ่งที่ช่วยให้รถไถเคลื่อนที่ไปได้อย่างมีประสิทธิภาพคือ ระบบควบคุมซึ่งทำหน้าที่เสมือนผู้ขับขี่รถไถ  โดยระบบหนึ่งที่นำมาใช้ในการควบคุมการเคลื่อนของรถไถคือ ระบบฟัซซี ลอจิก (Fuzzy Logic Control) สำหรับคุณสมบัติที่ดีของระบบนี้คือ การมีเหตุผลเชิงตรรกะซึ่งสอดคล้องกับตรรกะทางความคิดของมนุษย์ โดยโครงสร้างของระบบฟัซซีสามารถทำความเข้าใจสถานการณ์ด้วยการตีความในรูป If-Then และสามารถตัดสินใจในสถานการที่คลุมเครือได้ มิใช่พิจารณาว่าผิดหรือถูกเพียงสองสถานะเท่านั้น  อย่างไรก็ตาม เนื่องจากระบบฟัซซี ลอจิก ไม่มีกระบวนการเรียนรู้ในการปรับแต่งโครงสร้างของกฎและตัวแปรต่าง ๆ ในตัวระบบได้เอง  จึงมีการนำระบบควบคุมอีกชนิดหนึ่งได้แก่ โครงข่ายประสาทเทียม (Neural Network) ซึ่งมีความสามารถในการเรียนรู้ด้วยการจดจำรูปแบบ (Pattern Recognition)  และการอุปมานความรู้เช่นเดียวกับความสามารถที่มีในสมองมนุษย์ โดยการนำระบบนี้มาผสมผสานกับระบบควบคุมแบบฟัซซี ลอจิก ซึ่งเรียกว่าระบบ อนุมานนิวโรฟัซซี (Neuro-Fuzzy System) และเป็นระบบที่นำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการควบคุมการเคลื่อนที่ของรถไถให้ดียิ่งขึ้น คำสำคัญ: ฟัซซีลอจิก โครงข่ายประสาทเทียม การติดตามเส้น สมการพลศาสตร์ รถไถ  ABSTRACT This article discusses the algorithm of autonomous steering with path-tracking system of tractor. And therefore, the characteristics of steering is analyzed in order to design dynamic equation.   Regarding tractor’s path tracking control, there are various significant factors related such as the creation process of parth trajectory which is similar to variety forms of road for tractor to reach the regulated path.  Another factor for effective autonomous steering is controlling system which is similar to tractor driver.  One of the system applied for steering control is Fuzzy Logic System.  Advantage characteristics of the system is its logical reasoning which is consistent with human’s logical decision.  The system possesses an ability to understand a circumstance by if-then translation and to decide among ambiguous situation which is not only yes or no consideration.   However, learning process of Fuzzy Logic System cannot modify the structure of rules and variables by itself.  Therefore, another controlling system called Neural Network is applied.  Neural Network possesses an ability to learn by pattern recognition and by inductive thinking in the same way as human does.    Fuzzy Logic System and Neural Network are fused to be Neuro-Fuzzy System which is applied for a better effective autonomous steering of tractor studied.Keyword: Fuzzy logic, Neural network, Path tracking, Dynamic equation, Tractor