22554

بهبود سرعت عمل و نيروي محرك سيستم فرمان برقي سيمي با استفاده از محرك خطي

كارشناسي ارشد

سيستم هاي ديناميكي خودرو

1399/03/13

دكتر محمدحسن شجاعي فرد

خودرو

در اين پايان‌نامه هدف طراحي سيستم فرمان برقي سيمي با محرك الكترومكانيكي خطي بر روي خودرو سدان E كلاس بوده است. اين سيستم فرمان براي برطرف كردن معايبي ازجمله وزن بيشتر به دليل داشتن مجموعه دنده شانه‌اي و پينيون و همين‌طور سرعت عمل پايين‌تر به دليل داشتن قسمت‌هاي مكانيكي در سيستم فرمان سيمي با محرك دوراني و همين‌طور بهينه‌سازي نيرو و سرعت خروجي چرخ خودرو طراحي و شبيه‌سازي‌شده است. مدل كامل سيستم فرمان خودرو و مدل خودرو دوچرخ در نرم‌افزار MATLAB/Simulink مدل‌سازي است. قسمت صحه‌گذاري به دو قسمت صحه‌گذاري سيستم فرمان سيمي و محرك الكترومكانيك خطي تقسيم‌شده است. در ادامه منحني مشخصه زاويه خروجي چرخ نسبت به زاويه ورودي از سمت راننده و همچنين مقدار نيروي اعمالي از سمت موتور محرك الكترومكانيكي خطي به چرخ خودرو نيز استخراج‌شده است. نتايج خروجي سيستم فرمان سيمي با محرك الكترومكانيك خطي با سيستم فرمان سيمي با محرك دوراني نيز مقايسه شده كه نشان‌دهنده 35 درصد بهبود در نتايج خروجي زاويه تاير خودرو نسبت به ورودي ضربه راننده بوده است. در انتها نيز با استفاده از الگوريتم‌هاي ژنتيك و فازي PID به بهينه‌سازي نتايج نيروي اعمالي به تاير و سرعت پاسخ سيستم فرمان با كمينه كردن مقدار نيروي خروجي و مقدار خطاي خروجي پرداخته‌شده است. بهينه‌سازي انجام‌شده توسط الگوريتم فازي PID توانسته 20 درصد بهبود در نتايج خروجي داشته باشد اما نتايج خروجي داراي نوسان زيادي بوده است و الگوريتم ژنتيك باعث بهبود 1.2 ثانيه‌اي در زمان پاسخ‌دهي، افزايش سرعت عملكرد خروجي چرخ نسبت به مدل سيستم فرمان سيمي با محرك دوراني شده است. نتايج خروجي از هر دو مدل توسط مدل دوچرخ خودرو در دو تست حالت مانا و قلاب ماهي نيز مورد مقايسه قرارگرفته كه 5 درصد بهبود در نتايج خروجي داشته است.

1399/07/07

Improvement of Actuation Force and Response Time of a Steer-by-Wire System using Linear Actuator

9/28/2020 12:00:00 AM

In this dissertation, the aim was to design a steer by wire system with linear electromechanical actuator on the E-Class sedan. This steering system is designed and simulated to eliminate disadvantages such as more weight due to having a set of rack and pinion gears as well as lower operating speed due to having mechanical parts in the steer by wire system with rotary actuator as well as optimizing the force and output speed of the car wheels. The complete model of the car steering system and the two-wheeled car model are modeled and validated in MATLAB / Simulink software. In the following, the characteristic curve of the output angle of the wheel with respect to the input angle from the driver side and also the amount of force applied from the side of the linear electromechanical actuator to the vehicle wheel is also extracted. The output results of the steer by wire system with linear electromechanical actuator are also compared with the steer by wire system with rotary actuator, which shows a 32% improvement in the output results of the car tire angle relative to the driver impact input. Finally, using a genetic algorithm, the results of the force applied to the tire and the response speed of the steering system are optimized by minimizing the amount of output force and the amount of output error. The correction has improved the response time by 1.2 seconds, increasing the speed of the wheel output compared to the model of the steer by wire system with rotary actuator. The output results of both models were compared by the car bicycle model in two tests of mana and fishhook, which had a 5% improvement in the output results.

سيستم فرمان سيمي، محرك الكترومكانيك خطي، سرعت عمل، نيروي محرك تاير، الگوريتم ژنتيك

Steer by wire system, linear electromechanical actuator, Tire Force, Optimization, genetic algorithm