28879

بهينه‌سازي گشتاور كمكي فرمان برقي با هدف تضمين احساس فرمان¬پذيري فرمان توسط راننده

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1399

1402/06/28

دكتر سلمان ابراهيمي نژاد

دكتر مرتضي ملاجعفري

مهندسي خودرو

اين پايان¬نامه روش جديدي براي بهبود گشتاور كمكي فرمان برقي و تضمين احساس فرمان راننده ارائه خواهد داد. مهمترين بخش فرمان برقي كنترلر است كه با استفاده از موتور كمكي گشتاور كمكي را براي راحتي و فرمان¬گيري نرم¬تر راننده ايجاد مي¬كند. بهبود گشتاور كمكي باعث بهبود احساس فرمان مي¬گردد. احساس فرمان بازخورد گشتاور در غربيلك فرمان ناشي از جاده و شرايط آن كه بر تاير وارد مي¬شود، مي-باشد. گشتاور كمكي با استفاده از نقشه گشتاور و جبران¬كننده ايجاد مي¬شود و شكل نقشه گشتاور، احساس فرمان را نشان مي¬دهد. اما وجود نقشه گشتاور غيرخطي در كنترلر باعث غيرخطي شدن كنترلر و ناپايداري آن مي¬گردد و با هربار تغيير نقشه گشتاور مي¬بايست كنترلر را مجدد تنظيم كرد. با اضافه¬كردن منطق كمكي يا نيروي رك به كنترلر طراحي و تجزيه و تحليل كنترلر پيچيده و دشوار مي¬گردد. بنابراين جداسازي نقشه گشتاور و منطق كمكي از كنترلر تجزيه و تحليل سيستم را بهبود خواهد بخشيد و پايداري سيستم را تضمين خواهد كرد. از مزاياي استراتژي استفاده‌شده، اين است كه تجزيه و تحليل پايداري سيستم با در نظرگرفتن كنترلر، نقشه گشتاور غير‌خطي و نيروي رك، به صورت يكجا تقريباً غيرممكن است كه براي غلبه بر اين محدوديت‌هاي ساختاري بايد از يكديگر جدا شوند كه اين امر سبب مقاومت سيستم نسبت به عدم قطعيت و اغتشاش و بهبود احساس فرمان در سيستم مي‌شود. در اين پايان¬نامه ابتدا نقشه گشتاور و منطق كمكي از كنترلر جدا خواهد شد و سپس با استفاده از شناسايي پارامترهاي مدل به¬دست آمده با شرايط تجربي و با استفاده از الگوريتم ازدحام ذرات دو گزينه قطب و صفرهاي جبران¬كننده پيش¬فاز- پس¬فاز و انرژي حوزه فركانس براي تضمين احساس فرمان بهينه¬سازي خواهد شد. خودروي انتخابي خودروي سدان كلاس E مي‌باشد و مدل كامل سيستم فرمان خودرو در نرم‌افزار Matlab/Simulink مدل‌سازي شده است. نتايج خروجي توسط تست مانور با ورودي سينوسي بررسي شده كه 10درصد بهبود در نتايج خروجي داشته است. بهينه‌سازي انجام شده با الگوريتم ازدحام ذرات باعث بهبود 16 درصدي در انرژي حوزه فركانس احساس فرمان شده است.

1402/07/24

Optimization of auxiliary torque of Electric Power Steering system to ensure driver's steering feel

9/18/2024 12:00:00 AM

In this thesis, by using controller isolation (stabilizer compensator), auxiliary torque map and rack force, the problem of steering feel design is separated from the problem of stability and control performance of the system, and a design method is presented for each problem. By separating all nonlinear elements related to steering feel adjustment from the feedback controller, the inherent problems of the conventional electric steering controller in terms of system stability analysis and steering feel design are overcome. The chosen car is an E-class sedan car, and the complete model of the car's steering system is modeled in Matlab/Simulink software. The validation part includes validation of electric steering car control with auxiliary torque map and stabilizing compensator, and the torque curve measured by the torque sensor and the diagram of the car controller have been extracted. The work differs from the reference paper in considering the rack force and the disturbance observer (to reduce the effect of disturbances and improve the tracking performance) on the system and to separate the controller from the nonlinear torque map and rack force to overcome the structural limitations of the conventional electric steering controller, and to calculate the frequency domain energy. It is a feeling of command. Finally, by using particle swarm algorithms, the optimization of pole and zero results of the controller and energy optimization of the frequency domain of steering feel have been done. The output results were checked by the maneuver test with sinusoidal input, which had a 5% improvement in the output results. The optimization done with the particle swarm algorithm has improved the steering feel by 1.3 seconds. The advantage of the strategy used is that it is almost impossible to analyze the stability of the system considering the controller, the nonlinear torque map and the rack force simultaneously, to overcome these structural limitations of the nonlinear torque map and the auxiliary logic (rack force) that sense the command. and the stability logic that determines the performance of the controller should be separated from each other, which makes the system resistant to uncertainty and disturbance and improves the sense of command in the system.

سيستم فرمان برقي , جبران‌كننده تثبيت‌كننده , احساس فرمان‌ , نقشه گشتاور , الگوريتم ازدحام ذرات

electric power steering system , stabilizing compensator , steering fee , torque map , particle swarm algorithm

reyhaneh arbabi qomi

Dr. Salman Ebrahimi-Nejad