umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
A motion cueing model for mining and forestry simulator platforms based on Model Predictive Control
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Physics.
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
En modell för rörelsesignaler till simulatorplattformar inom gruv- och skogsindustri baserad på Model Predictive Control (Swedish)
Abstract [en]

Oryx Simulations produce simulators for mining and forestry machinery used for educational and promotional purposes. The simulators use motion platforms to reflect how the vehicle moves within the simulator. This platform tilts and accelerates the driver in order to enhance the experience. Previously a classical washout filter algorithm has been used to control the platform which leaves something to be desired regarding how well it reflects the vehicles movement, how easy it is to tune and how it handles the limits of the platform.

This thesis aims to produce a model that accurately reflects angles, velocities and accelerations while in the mean time respecting the limits of the platform. In addition to this the developed model should be easy to modify and tune. This is achieved using so-called Model Predictive Control which achieves the wanted behaviour by predicting how the platform will move based on its current state while implementing the constraints of the platform directly into the model. Since all of the parameters in the model are actual physical quantities, this makes the model easier to tune. A key component in this solution is the so-called tilt coordination which consists of substituting a lateral/longitudinal acceleration with the acceleration of gravity by tilting the driver.

Constructing and implementing this model in Matlab we verify it by using data extracted from the simulator environment. We see that the parameters consisting of angles, rotational velocities and linear accelerations are tracked very well while respecting the constraints for the platform, constraints that can be easily changed to fit the current simulator.We also see that the model successfully implements tilt coordination into the behaviour of the platform. This model performs extraordinarily well in theory, what remains is to implement this to the motion platform and fine-tune it.

Abstract [sv]

Oryx Simulations tillverkar simulatorer i huvudsak för gruv- och skogsindustrinvilket används i utbildnings- och marknadsföringssyfte. Simulatorerna använder en röorelseplattform för att spegla hur fordonet i simulatormiljön rör sig. Denna plattform lutar och accelererar föraren för att förstarka upplevelsen. Tidigare har ett så kallat klassiskt washout-filter använts för att kontrollera plattformen som lämnar en del i övrigt att onska vad gäller hur väl fordonets rörelser speglas, hur lätt det ar att justera samt hur det hanterar plattformens begränsningar.

Detta projekt ämnar producera en modell som väl speglar vinklar,hastigheter och accelerationer samtidigt som den respekterar plattformens gränser. I tillägg till detta bör modellen vara enkel att modifiera och justera. Detta uppnås genom så kallad Model Predictive Control som förutsager hur plattformen kommer röra sig utifrån dess aktuella tillstånd samtidigt som den respekterar de tvång som finns på plattformen direkt i modellen. Då alla parametrar i modellen är faktiska fysiska kvantiteter blir modellen märkbart lättare att justera. En viktig komponent i denna lösning är så kallad tilt coordination vilket består i att substituera lateral/longtudinell acceleration med en komposant av tyngdaccelerationen genom att luta föraren.

Denna modell konstrueras och implementeras i Matlab och verifieras genom att använda extraherat data från den simulerade miljön. Vi kan se att parametrarna som består av vinklar, rotationella hastigheter och linjära accelerationer speglas väldigt väl, samtidigt som tvången på plattformen respekteras. Dessa tvång kan enkelt modieras for att passa den aktuella simulatorn. Vi ser även att modellen framgångsrikt implementerar tilt coordination i plattformens beteende. I teorin har denna modell väldigt bra prestanda; vad som kvarstår är att implementera den på en rörelseplattform och finjustera modellen.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 48 p.
Keyword [en]
MPC, Model, predictive, control, washout, mpf, motion, platform
National Category
Computer Vision and Robotics (Autonomous Systems) Other Physics Topics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-98685OAI: oai:DiVA.org:umu-98685DiVA: diva2:783588
External cooperation
Oryx Simulations AB
Subject / course
Examensarbete i teknisk fysik
Educational program
Master of Science Programme in Engineering Physics
Presentation
2015-01-16, Universitetsklubben, Aula Nordica-huset (Umeå Universitet), Umeå, 15:00 (Swedish)
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-01-30 Created: 2015-01-26 Last updated: 2015-01-30Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2887 kB)362 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2887 kBChecksum SHA-512
89109d7088a0abf4c3372e3587b8a0a0d810df2d37dd5cf55acefbc7da07c46973c21e3070d28a8a41da2e75768693120b114bc93170a4828adedb15e6791f61
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Physics
Computer Vision and Robotics (Autonomous Systems)Other Physics Topics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 362 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 914 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf