Rozprawa dotyczy zagadnień i metod sterowania w czasie rzeczywistym w systemach automatyki samochodowej. W pracy przedstawiono obszerny przegląd obecnych technologii, systemów i metod wykorzystywanych w czasie projektowania automatycznych systemów sterowania w pojazdach. W celu przeprowadzenia eksperymentów w czasie rzeczywistym wykorzystano dwa systemy: SAS i ABS. W szczególności skupiono się na implementacji algorytmów czasu rzeczywistego oraz na identyfikacji parametrów modeli dynamicznych wykorzystywanych systemów.

W pierwszej części pracy zawarto ogólny opis branży automatyki samochodowej. Przedstawiono historie rozwoju przemysłu samochodowego oraz ewolucję najważniejszych systemów elektrycznych i elektronicznych pojazdów. Zaprezentowano również szerokie spektrum systemów spotykanych w dzisiejszych samochodach. W obecnych pojazdach system elektronicznych sterowników tworzy rozbudowana sieć mikrokontrolerów odpowiadających za: układ napędowy, systemy aktywnego i pasywnego bezpieczeństwa, systemy komfortu jazdy oraz systemy komunikacyjne i rozrywkowe. W następnej kolejności przedstawiono procesy i fazy projektowania, implementacji i weryfikacji wymienionych komponentów. W szczególności opisano kompletny proces modelu V oraz pozostałe metody i metodologie mające zastosowanie podczas rozwoju systemów automatyki samochodowej takie jak MBD (ang. Model Based Design / Development) oraz MBT (ang. Model Based Testing). Zaprezentowano zestawy narzędzi sprzętowych, programowych i symulacyjnych wykorzystywanych do projektowania, implementacji czy testowania rozwijanych systemów. Następnie przedstawiono zagadnienie systemów czasu rzeczywistego oraz ich realizacji w systemach automatyki samochodowej. Na koniec tej części pracy zaproponowano demonstracyjne systemy SAS i ABS do celów szybkiego prototypowania algorytmów czasu rzeczywistego i jako narzędzie do eksperymentalnej weryfikacji wydajności sterowania.

Część druga rozprawy skupia się w szczególności na systemach półaktywnego zawieszenia pojazdów. Przedstawiono technologie tłumików zarówno aktywnych jak i półaktywnych oraz ich zastosowanie w układach zawieszenia pojazdów. Następnie przeprowadzono przegląd metod modelowania i modeli samochodowego układu zawieszenia, w tym tłumików, opon i drogi. Ponadto, rozważono ocenę, jakości komfortu i bezpieczeństwa jazdy na przykładzie modelu ćwiartki zawieszenia pojazdu oraz przedstawiono przegląd literatury dotyczący algorytmów sterowania tłumików magnetoreologicznych (MR) w celu tłumienia drgań. W następnej kolejności zaprezentowano laboratoryjny system SAS (ang. Semi-Active Suspension) z półaktywnym tłumikiem magnetoreologicznym wraz z modelem matematycznym oraz przeprowadzono eksperymentalna˛ identyfikację parametrów systemu. Następnie przedstawiono wyniki badań skuteczności i wydajności działania zaimplementowanych algorytmów sterowania tłumikiem MR w czasie rzeczywistym.

W trzeciej części pracy podjęto tematykę samochodowych systemów hamulcowych. Zaprezentowano układ ABS (ang. Anti-Lock Braking System) oraz opisano jego zadania i funkcjonalności. Podobnie jak w części drugiej rozprawy, przedstawiono szereg modeli wykorzystywanych do opisu dynamiki hamującego pojazdu, w tym dynamiki oddziaływania opona-droga, tarcia oraz samego hamulca. Następnie przeprowadzono przegląd literatury dotyczącej zarówno konwencjonalnych (regułowych) sterowników ABS, jak i złożonych algorytmów kontroli poślizgu. Na koniec tej części pracy przeprowadzono eksperymenty z wykorzystaniem demonstracyjnego systemu ABS. Analogicznie jak w przypadku systemu SAS, przeprowadzono identyfikację parametrów modelu matematycznego układu. Następnie przeprowadzono testy algorytmów kontroli poślizgu i opracowano nowy sterownik wykorzystujący dodany pomiar prądu silnika sterującego hamulcem w systemie.

Na koniec przedstawiono podsumowanie rozprawy oraz zaproponowano dalsze możliwe kierunki badań.

Pełna wersja autoreferatu krzysztof_kogut_phd_autoreferat.pdf

Pełna wersja pracy doktorskiej krzysztof_kogut_phd_dissertation.pdf

1. Gorczyca P., Kogut K., Kołek K., Rosół M., Turnau A., Wymuszenie kinematyczne zawieszenia pojazdu - Kinematic excitation of the vehicle suspension, Projektowanie, analiza i implementacja systemów czasu rzeczywistego, Trybus L., Samolej S., Warszawa, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 2011, ISBN: 878-83-206-1822-8.
2. Kogut K., Semi-active Suspension System Modelling and Parameters Identification, Automatyka/Automatics 16 Nr. 1 (2012), s. 15–24.
3. Kogut K., Real-time MR damper control strategies for quarter car suspension, Design, development and implementation of real-time systems, Mastalerz M. W., Trybus L., Warszawa, Heidelberg: Polish Information Processing Society, 2013, s. 55–65.
4. Kogut K., Anti-lock braking system modelling and parameters identification, 2014 19th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), 2014, s. 342–346.
5. Kogut K., Kołek K., Rosół M., Turnau A., A new current based slip controller for ABS, Mitkowski W., Kacprzyk J., Oprzędkiewicz K., Skruch P., Trends in Advanced Intelligent Control, Optimization and Automation. KKA 2017. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 577. Springer, Cham.
6. Skruch P., Długosz R., Kogut K., Markiewicz P., Sasin D., Rożewicz M., The Simulation Strategy and Its Realization in the Development Process of Active Safety and Advanced Driver Assistance Systems, SAE Technical Paper. SAE International, 2015.
7. Cieślar D., Kogut K., Różewicz M., Orłowski M., Dynamic Input Generation for the Development of Active Safety Perception Algorithms, SAE Technical Paper. SAE International, 2016.

• dr hab. inż. Marian Wysocki, prof PRz Recenzja nr 1
  
• prof. zw. dr hab. inż. Adam Kowalewski Recenzja nr 2