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Tipo: TCC
Título: Simulação de um controlador preditivo não linear para o controle de um veículo autônomo
Autor(es): Amaral, Luan Rocha do
Orientador: Braga, Arthur Plínio de Souza
Palavras-chave em português: MPC;Veículos autônomos;Otimização;Sistemas não lineares;Simulador CARLA
Palavras-chave em inglês: MPC;Autonomous vehicles;Optimization;Non-linear Systems;CARLA Simulator
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Data do documento: 2025
Citação: AMARAL, Luan Rocha do. Simulação de um controlador preditivo não linear para o controle de um veículo autônomo. 2025. 54 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) — Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação de um controlador preditivo baseado em modelo (MPC) para o controle de veículos autônomos terrestres. O estudo utiliza o modelo cinemático de bicicleta como base para representar a dinâmica do veículo e propõe estratégias de controle que visam o seguimento de trajetórias pré-definidas, respeitando limitações físicas e critérios de conforto. Para validar o desempenho do controlador, dois ambientes de simulação são utilizados: um simulador simplificado, desenvolvido pelo autor, e o simulador CARLA, que oferece um cenário mais realista e complexo. O controlador é testado em diferentes trajetórias (circular, oval e quadrada), e são analisados aspectos como erro de seguimento de trajetória, aceleração e ângulo de direção. Os resultados simulados mostram que o MPC é uma abordagem promissora para aplicações autônomas de níveis elevados de automação, porém com um custo computacional bastante elevado que pode prejudicar e até inviabilizar sua aplicação.
Abstract: This paper presents the development and validation of a model-based predictive controller (MPC) for the control of autonomous ground vehicles. The study uses the kinematic model of a bicycle as a basis for representing the vehicle’s dynamics and proposes control strategies aimed at following predefined trajectories, while respecting physical limitations and comfort criteria. To validate the controller’s performance, two simulation environments are used: a simplified simulator, developed by the author, and the CARLA simulator, which offers a more realistic and complex scenario. The controller is tested on different trajectories (circular, oval and square), and aspects such as tracking error, acceleration and steering angle are analyzed. The simulated results show that the MPC is a promising approach for autonomous applications with high levels of automation, but with a very high computational cost that can hinder or even make its application unfeasible.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82786
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0009-0000-5215-6179
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/9912103376365373
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/1473823107869382
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA ELÉTRICA - Monografias

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