توضیحات
عنوان فارسی: کنترل H∞ سیستم تعلیق خودرو با 8 درجه آزادی
عنوان انگلیسی مقاله:
H∞ control of 8 degrees of freedom vehicle active suspension system
چکیده:
هدف اصلی این مقاله توسعه روش های کنترل مقاوم بهبود یافته برای یک سیستم تعلیق فعال با استفاده از یک مدل ریاضی بهبود یافته است. برای این منظور، از معادله اویلر لاگرانژ برای به دست آوردن یک مدل ریاضی برای سیستم تعلیق فعال خودرو استفاده شده است. دینامیک صندلی راننده نیز برای ارائه ی یک مدل مناسب تر در نظر گرفته شده است. کنترلر های H∞ مقاوم برای این سیستم طراحی شده اند تا اثر اختلالات جاده بر روی وسیله نقلیه و مسافران به حداقل رسانده شود. عملکرد سیستم تعلیق فعال با اندازه گیری شتاب بالا و پایین رفتن صندلی راننده و شتاب چرخشی خودرو در اطراف مرکز ثقل خود تعیین می شود. اثربخشی کنترل ارائه شده توسط نتایج شبیه سازی تایید شده است.
مقدمه
با توجه به استاندارد ISO 2631-1، اگر بدن انسان به طور مداوم در معرض ارتعاشات بین 0.5 و 80 هرتز قرار گیرد، خطر آسیب به مهره در ناحیه کمری بشدت افزایش یافته و ممکن است سبب نقص در عملکرد اعصاب متصل به این بخش گردد (Chamseddine2006). هر یک از ما روزانه از وسایل نقلیه برای سفر استفاده می کنیم و این واقعیت اهمیت سواری راحت و نیاز به حداقل رساندن ارتعاشات ناشی از بی نظمی در جاده ها را نشان می دهد.
سیستم تعلیق خودرو نقش حیاتی در بهبود کیفیت سواری و راحتی سواری بازی می کند. سیستم تعلیق خودرو بدنه خودرو را به لاستیک متصل می کند و واسطه ای برای انتقال تمام نیروهای بین بدنه خودرو و جاده است. ویژگی های مطلوب سیستم تعلیق مدیریت جاده ( مدیریت ناهمواری ها توسط سیستم تعلیق) و راحتی سواری است (Appleyard و Wellstead، 1995). کیفیت و راحتی کم سواری می تواند به مسافر، بدنه خودرو و محموله داخل (Granlund,2008) آسیب برساند. بنابراین سیستم تعلیق باید طوری طراحی شود که تمام این محدودیتها را در نظر گرفته باشد. سیستم های تعلیق می توانند غیر فعال، نیمه فعال و یا فعال باشند. سیستم های تعلیق غیرفعال متشکل از عناصر ذخیره کننده انرژی همراه با دمپر و با مشخصات ثابت هستند. عملکرد آنها محدود است و تنها می توان با تغییر ویژگی های دمپر و فنر آن را تغییر داد. هیچ کنترلی بر میزان انرژی اضافه شده و یا از بین رفته وجود ندارد. سیستم به شدت میرا مدیریت بر جاده را بخوبی مهیا خواهد کرد اما کیفیت سواری ضعیف خواهد بود, به طور مشابه، یک سیستم میرای ضعیف کیفیت سواری خوبی خواهد داشت اما مدیریت جاده ی بدی را فراهم می کند. بسیاری از وسایل نقلیه در جهان از این سیستم تعلیق استفاده می کنند. در مقایسه با آ/ن، سیستم تعلیق نیمه فعال اجازه می دهد تا میرایی کنترل شده و مشخصه های فنر ثابت باشد (Pionke و Bocik، 2011). ایده سیستم تعلیق نیمه فعال برای اولین بار در دهه ی 1970 مطرح شد. این سیستم برای تلف کردن انرژی به شیوه ای کنترل شده با تغییر میرایی طراحی شد، با این حال، هیچ راهی برای اضافه کردن انرژی به سیستم با این روش تعلیق وجود ندارد. سیستم های تعلیق نیمه فعال در مقایسه با سیستم های تعلیق غیرفعال عملکرد بهتری را ارائه می کنند. سیستم های تعلیق فعال (ASS) از فنر ها، دمپرها و محرک های نیرویی تشکیل می شوند که می توانند بصورت کنترل شده انرژی را به سیستم اضافه و یا تلف کنند. سیستم های تعلیق فعال مزایای آشکار بیشتری نسبت به سیستم های تعلیق غیر فعال و نیمه فعال دارند زیرا محرک های آنها با کنترلر کنترل می شوند تا سواری راحتی را به مسافران ارائه دهند. این سیستم سازش بهتری بین مدیریت جاده و کیفیت سواری فراهم می کند. سنسورها به طور مداوم بر شرایط عامل نظارت دارند و واحد های کنترلی کنترل محرک های فعال را با استفاده از اطلاعات سنسور کنترل می کنند (Izawa,1997).
مدل های سیستم تعلیق خودرو به مرور زمان مطرح شده اند. اما کار تحقیق و پژوهش برای تجزیه و تحلیل و پیاده سازی عملی سیستم تعلیق خودرو در دهه ی 80 آغاز شده است. در سال 1987، نشان داده شد که هر دو کیفیت سواری و مدیریت جاده را می توان با کاهش جرم تجهیزات غیر از فنر (Hrovat,1988) بهبود بخشید. طراحی سیستم های تعلیق خودرو برای راحتی سواری برای فرکانس های زیر رزونانس ساختار بدن توسط Sharp و Crolla (1987) بحث شده است. با توجه به مزیت های اضافه شده ی سیستم تعلیق فعال، چندین مقاله پژوهشی همچنین در این حوزه ارائه شدند. تکنیک های کنترلر تنظیم کننده ی درجه دوم خطی (LQR) کنترلر تناسبی مشتقی انتگرالی(PID) به سیستم تعلیق فعال اعمال شدند (Darus و Enzai (2010)). تئوری کنترل H∞ برای طراحی کنترل کننده برای سیستم تعلیق فعال خودرو توسط Amirifar and Sadati (2006), Yamashita et al. (1994), and Chen and Guo (2005) استفاده شده است. تکنیک های کنترل تطبیقی برای سیستم تعلیق فعال توسط Sun et al. (2013b), Sun et al. (2013b), and Alleyne and Hedrick (1995). مورد بحث قرار گرفت. اثر تاخیر در سیگنال های محرک توسط Li et al. (2014) and Du and Zhang (2007) انجام شد. کنترل داده های نمونه برداری از ASS خودرو توسط Gao et al. (2010) ارائه شده است، یک روش H∞ در آن به مطرح شد. علاوه بر این تکنیک های کنترل بر پایه ی مدل، تکنیک های بر اساس هوش مصنوعی نیز برایASS خودرو مورد مطالعه قرار گرفته است ASS (Cao et al., 2010).
طراحی سیستم تعلیق فعال خودرو بر اساس سه مدل ریاضی به طور گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته است، که عبارتند از، مدل یک چهارم ماشین، مدل نیمه ماشین و مدل ماشین کامل. در مدل یک چهارم ماشین ، تعلیق یک چرخ از ماشین مدل شده است. بسیاری از مطالعات اولیه (Alleyne and Hedrick, 1995; Yamashita et al., 1994)
و برخی از مقالات اخیر (Li et al., 2014; Darus and Enzai, 2010) بر اساس مدل یک چهارم ماشین است. مدل نیمه ماشین یک مدل ریاضی بهبود یافته نسبت به مدل یک چهارم ماشین است. در اینجا، مدل دوچرخه استفاده می شود و خودرو با دو چرخ در نظر گرفته شده است. در میان دیگران، Sun et al. (2013a) and Li et al. (2011)
یک طراحی سیستم تعلیق فعال بر اساس مدل نیمه ماشین سیستم را ارائه کرده اند. مدل ماشین کامل سیستم تعلیق فعال خودرو و نیز تکنیک های کنترلی آنها در مقاله ها ارائه شده است، برای مثال e Darus and Sam (2009), Sun et al. (2013b), and Yagiz and Hacioglu (2008) و منابع آنها. در بسیاری از مطالعات فوق در سیستم تعلیق فعال، دینامیک صندلی راننده نادیده گرفته شده است. با این حال، این دینامیک نقش مهمی درراحتی سواری دارد, به دلیل اینکه مسافر به طور مستقیم تحت تاثیر رفتار صندلی قرار می گیرد. بنابراین، در برخی از مطالعات اخیر، دینامیک صندلی راننده نیز در مدل ریاضی در نظر گرفته شده و برخی از استراتژی های کنترلی نیز پیشنهاد شده است (Aly and Salem, 2013; Rahmi, 2003; Guclu, 2004).
قسمت عمده ی این کار این است که یک اشتقاق مفصل تر از مدل ریاضی ماشین کامل سیستم تعلیق فعال از جمله دینامیک صندلی راننده ارائه شده است. علاوه بر این، کنترل فیدبک حالت H∞ و طرح کنترل فیدبک خروجی دینامیکی برای مدل توسعه یافته طراحی شده است تا اثر بی نظمی در زمین را برای راحتی مسافر به حداقل برساند. اثربخشی آن با نتایج شبیه سازی نشان داده شده است.
توجه:
- برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
- لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش ترجمه تخصصی مقالات خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش ترجمه مقاله
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.