22756

طراحي كنترل كننده سيستم تعليق هندسه متغير فعال نوع سري براي جاده ناهموار

كارشناسي ارشد

طراحي سيستم هاي ديناميكي خودرو

1396

1399/03/13

دكتر مسعود مسيح طهراني

دكتر مرتضي ملا جعفري

خودرو

اين پايان نامه رفتار خودروي سواري سبك مجهز به سيستم تعليق هندسه متغيرفعال نوع سري را با استفاده از كنترل‌كننده تناسبي مشتقي انتگرالي، كنترل‌كننده Fuzzy-PID و كنترل‌كننده ∞H بررسي مي‌كند. وسپس يك مقايسه بين اين سيستم‌ها انجام مي‌دهد كه نشان دهد كنترل‌كننده Fuzzy-PID چگونه مي‌تواند عملكرد بهتري از خود نسبت به ساير كنترل‌كننده‌هاي ذكر شده نشان دهد. در ابتدا نحوه عملكرد سيستم تعليق هندسه متغيرفعال نوع سري مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. سپس زمينه تحقيقاتي شامل اطلاعات سيستم تعليق هندسه متغيرفعال نوع سري بررسي مي‌شود و همچنين تحقيقات انجام شده روي اين سيستم تعليق مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اين تحقيقات در زمينه سيستم تعليق هندسه متغير از سال 1998 ميلادي تاكنون انجام گرفته است و افراد زيادي در زمينه طراحي ، مدل‌سازي ، تحليل ، طراحي كنترل‌كننده و بررسي عملكرد آن در خودروهاي مختلف فعاليت نموده‌اند. اما در زمينه سيستم تعليق هندسه متغيرفعال نوع سري، حجم تحقيقات كم‌تر است، كه پركردن اين خلا تحقيقاتي يكي از علل كاركردن روي اين موضوع است. پس از آن مدل‌سازي خطي يك خودروي سواري با استفاده از مدل تمام خودرو مورد بررسي قرار مي‌گيرد كه مجهز به سيستم تعليق هندسه متغيرفعال است كه بر پايه سيستم تعليق دوبل جناغي طراحي و مدل‌سازي شده‌است. پس از اتصال كنترل‌كننده به سيستم شبيه‌سازي شده، پارامترهاي غلت و شتاب عمودي مركز جرم خودرو با استفاده از كنترل‌كننده Fuzzy-PID جهت مقايسه با ساير كنترل‌كننده‌ها بررسي شده‌انداين كنترل‌كننده كه ضرايب اوليه آن با روش الگوريتم ژنتيك تنظيم شده‌اند،در دو جاده نوع C و D با دو سرعت 20 و 100 كيلومتر بر ساعت مورد آزمايش قرار گرفته است و تطبيق‌پذيري آن از طريق ايجاد اغتشاشات در حسگرها و عملگرها و همچنين تغيير جرم خودرو و ايجاد طوفان عرضي مورد مطالعه قرار گرفته‌است. نمودارهاي فصل ششم نشان مي‌دهند كه اين سيستم كنترل‌كننده، تاثير مثبتي روي كنترل شتاب عمودي مركز جرم و جلوگيري از تغيير طول لاستيك خودرو ايجاد كرده‌است. همينطور نشان داده ‌مي‌شود كه كنترل‌كننده تناسبي مشتقي انتگرالي به تنهايي براي جاده ناهموار در مقايسه با كنترل‌كننده Fuzzy-PID مناسب نخواهد بود به همين جهت از كنترل‌كننده تطبيقي Fuzzy-PID استفاده مي‌شود كه تاثيرات مثبتي بر روي كنترل شتاب عمودي مركز جرم خودرو و تغيير طول لاستيك نسبت به كنترل‌كننده تناسبي مشتقي انتگرالي و همچنين كنترل‌كننده ∞H داشته است. در نهايت مي‌توان مهم‌ترين دستاورد اين تحقيقات را طراحي كنترل‌كننده تطبيقي با عملكردي بهينه‌تر از ساير رقبا براي كنترل شتاب عمودي مركز جرم خودرو مجهز به سيستم تعليق هندسه متغير فعال نوع سري در حين پيچيدن با سرعت‌هاي 20 و 100 كيلومتر بر ساعت روي جاده D و C عنوان كرد.

1399/09/01

Controller Design for Series Active Variable Geometry Suspension for Rough Roads

6/2/2020 12:00:00 AM

This paper addresses vehicle's CG control enhancement of the new road vehicle Series Active Variable Geometry Suspension (SAVGS) concept using PID control technique. Thus, the study utilizes a nonlinear full-car model that represents accurately the dynamics and geometry of a high-performance car with the new double wishbone active suspension concept. The proposed controller is installed on the nonlinear full-car model, and its performance is examined by the following parameters, CG Height and Pitch. In this study PID is tuned by a Genetic Algorithm and thus a robust control system is designed. At last, the robustness of the system is examined through four different simulation configuration such as different speeds and different road conditions. Vehicle is supposed to move by 20 km/h and 100 km/h horizontal speeds, and also its going through Road Class types C and D. Figures show that this suspension system successfully controls vehicle CG height around a desirable height (0.5m) and does not make serious impacts on vehicle pitch angle.