لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مقاله کنترل همزمان سامانه تعلیق فعال و ترمز ضد قفل خودرو با استفاده از الگوریتم کنترل مود لغزشی بهبود یافته با روش PID مورد بررسی قرار گرفته است. مدل دینامیکی سامانه شامل سامانه تعلیق فعال و ترمز بر اساس معادلات نیوتن-اولر و همچنین تایر بر مبنای مدل پاژیکا می باشد. با همزمانی سامانه های کنترلی تعلیق و ترمز، در کنار افزایش ایمنی خودرو، از تاثیرات مثبت سامانه تعلیق فعال روی سامانه ترمز بهره برده شود. با کمک الگوریتم نوین کنترلی مقاوم، با افزایش نیروی عمودی بر روی تایر توسط عملگر هیدرولیکی سامانه تعلیق فعال، نیروی اصطکاک بین تایر و جاده بیشتر شده که در پی آن مسافت توقف کمتر و باعث ارتقا عملکرد سامانه ترمزگیری می شود. در عین حال سامانه کنترلی یکپارچه عملکرد مناسب سامانه تعلیق را نیز حفظ می کند. در الگوریتم کنترلی توسعه یافته ی مود لغزشی، با طراحی سطح لغزش براساس روش PID، بطور نوآورانه به کاهش پدیده چترینگ در سیگنال های ورودی منجر می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی سامانه کنترلی نوین SMC-PID مبین کاهش مسافت توقف، حفظ خوش سواری خودرو و در عین کاهش مصرف انرژی می باشد.

در این تحقیق، یک کنترل کننده به روش فازی تطبیقی بر پایه رویتگر برای سیستم ترمز ضد قفل ارائه می گردد. ابتدا با استفاده از مدل اصطکاک داخلی لاگر در مدل 1.4 خودرو، مشخصات جاده تخمین زده می شود. سپس با استفاده از نتایج تخمین مشخصات جاده، مقدار لغزش بهینه بدست می آید. لازم به ذکر است که در لغزش بهینه، حداکثر اصطکاک طولی بین تایر و جاده ایجاد شده و خودرو در کمترین مسافت ممکن متوقف می گردد. با توجه به این که برخی از حالت های سیستم غیر قابل انداز گیری هستند و یا مقادیر اندازه گیری شده ی آن ها آغشته به نویز است، روش کنترلی ارائه شده در این تحقیق بر اساس رویتگر طراحی می گردد. هدف کنترل کننده ی مذکور تحقق مقدار لغزش مرجع به دست آمده توسط تخمینگر شرایط جاده می باشد.با استفاده از تحلیل پایداری لیاپانوف نشان داده می شود که مقادیر بدست آمده از تخمین شرایط جاده و سرعت خودرو به سمت مقادیر واقعی همگرا خواهند شد. علاوه بر این، نشان داده خواهد شد که کنترل کننده ی فازی تطبیقی غیر مستقیم منجر به ردگیری مجانبی لغزش بهینه می شود. نتایج شبیه سازی، عملکرد مناسب سیستم ترمز ضد قفل با کنترل کننده ی پیشنهادی در رسیدن به مقدار لغزش بهینه و همچنین توقف سریع خودرو بدون قفل شدن چرخ در شرایط جاده ای مختلف را نشان می دهد.

تکنولوژی سامانۀ ترمز ضد قفل برای کنترل وسایل نقلیه عملکرد قابل قبولی دارد. از کنترل های مختلفی برای کنترل سامانۀ ترمز ضد قفل استفاده می شود. هدف این مقاله دستیابی به سیستم کنترل مدلغزشی به عنوان یک سیستم کنترلی برتر برای کنترل سامانۀ ترمز ضد قفل وسایل نقلیه است. عملکرد این سیستم کنترل به گونه ای است که سیگنال کنترلی اعمالی منجر به عملکرد نرم و غیرناگهانی سیستم ترمز ضد قفل می گردد. در دسترس نبودن حسگر برای متغیرهای حالت ایجاب می کند که به جای استفاده از مقادیر اصلی متغیرهای حالت، در مسیر فیدبک سیستم کنترل از مقادیر تخمینی متغیرهای حالت استفاده شود. در این مقاله، علاوه بر طراحی کنترل کننده، یک استراتژی به منظور طراحی چند رؤیت­گر ارائه می شود. این کار منجر به عملکرد سریع و پایدار سامانۀ ترمز ضد قفل می گردد. نتایج اخذ شده از شبیه سازی روش پیشنهادی در محیط نرم افزار متلب مؤید کارایی استراتژی پیشنهادی است. این شبیه سازی ها بر مبنای داده های سیستم های واقعی انجام شده است و نتایج مؤید کارایی قابل قبول عملکرد روش پیشنهادی در کاربردهای واقعی می باشد.

یکی از مهمترین جنبه های عملکردی خودرو، ایمنی آن است. از این رو عملکرد سیستم ترمزگیری و طراحی کنترل کننده ترمزی از اهمیت خاصی برخوردار است. عملکرد بهینه ترمزگیری در حالتی است که طول توقف کمینه شود و در عین حال فرما ن پذیری خودرو حفظ شود. به منظور دستیابی به این شرایط نیاز است تا مقدار لغزش تایر در نقطه بهینه کنترل گردد. نوع کنترل کننده لغزش و نحوه مدل سازی سیستم، مقدار لغزش بهینه و نیروی عمودی روی تایر از مهم ترین پارامترها در کنترل مقدار لغزش است. در این مطالعه با توسعه مدل پنج درجه آزادی نیم ارابه خودرو با در نظر گرفتن دینامیک پیچ خودرو به عنوان یکی از پارامتر های تأثیرگذار بر عملکرد کنترل کننده و روش کنترل غیرخطی بهینه پیش بین، سیستم کنترلی برای کنترل همزمان گشتاور ترمزی چرخ های جلو و عقب خودرو طراحی می شود. به منظور بهبود عملکرد سیستم و دستیابی به بیشینه شتاب ترمزی ممکن، مقدار لغزش بهینه لحظه ای با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (ANN) تعیین می گردد. نتایج حاصل از شبیه سازی سیستم کنترلی طراحی شده در ترکیب با نرم افزار کارسیم تأیید کننده بهبود عملکرد ترمزگیری همراه با کاهش قابل توجه طول توقف می باشد.

یکی از مهمترین جنبه های عملکردی خودرو، ایمنی آن است. از این رو عملکرد سیستم ترمزگیری و طراحی کنترل کننده ترمزی از اهمیت خاصی برخوردار است. عملکرد بهینه ترمزگیری در حالتی است که طول توقف کمینه شود و در عین حال فرما ن پذیری خودرو حفظ شود. به منظور دستیابی به این شرایط نیاز است تا مقدار لغزش تایر در نقطه بهینه کنترل گردد. نوع کنترل کننده لغزش و نحوه مدل سازی سیستم، مقدار لغزش بهینه و نیروی عمودی روی تایر از مهم ترین پارامترها در کنترل مقدار لغزش است. در این مطالعه با توسعه مدل پنج درجه آزادی نیم ارابه خودرو با در نظر گرفتن دینامیک پیچ خودرو به عنوان یکی از پارامتر های تأثیرگذار بر عملکرد کنترل کننده و روش کنترل غیرخطی بهینه پیش بین، سیستم کنترلی برای کنترل همزمان گشتاور ترمزی چرخ های جلو و عقب خودرو طراحی می شود. به منظور بهبود عملکرد سیستم و دستیابی به بیشینه شتاب ترمزی ممکن، مقدار لغزش بهینه لحظه ای با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (ANN) تعیین می گردد. نتایج حاصل از شبیه سازی سیستم کنترلی طراحی شده در ترکیب با نرم افزار کارسیم تأیید کننده بهبود عملکرد ترمزگیری همراه با کاهش قابل توجه طول توقف می باشد.

امروزه از سیستم های کنترلی، بویژه سیستم های ترمز ضد قفل و کنترل رانش به دلیل ایمنی زیادی که این سیستم ها در جلوگیری از بروز خطر و تصادف فراهم می کنند در بسیاری از وسایل نقلیه استفاده می گردد. اگر چه این سیستم ها مزایای بسیار زیادی در کنترل دینامیک خودرو دارند، اما آنها فقط دینامیک طولی خودرو را مستقیما کنترل می کنند و دینامیک کناری بطور مستقیم تحت کنترل آنها نیست، چرا که هیچ پس خوراندی از کمیت های دینامیک جانبی دریافت نمی کنند، لذا نمی توانند وقوع حالت بحرانی را تشخیص دهند. در مقاله حاضر با افزودن حس گرهای سرعت زاویه ای حرکت چرخشی و شتاب سنج کناری به حس گرهای سیستم ABS، یک سیستم کنترلی توسعه یافته طراحی کردیم که علاوه بر کنترل حرکت طولی خودرو در حالت ترمزگیری، حرکت کناری نیز تحت کنترل قرار می گیرد. جهت بدست آوردن قوانین کنترلی و تخمین پارامترهای نامعین، از مدل هفت درجه آزادی خودرو استفاده شد. کنترلر طراحی شده دو لایه می باشد که لایه بالایی بر اساس کنترل کلاسیک PID و لایه پایینی بر اساس روش کنترل لغزشی (SMC) طراحی گردید. جهت تخمین پارامترها از روش تخمین حداقل مربعات با فراموشی نمایی متغیر استفاده شد. برای بررسی عملکرد سیستم کنترلی، از مدل چهارده درجه آزادی خودرو و مدل غیر خطی تایر استفاده گردید.

یکی از روشهای جدید افزایشLDR1  استفاده از سیستم ترمز ضد قفل (ABS2) بر روی ورقگیر است. در این روش به جای اینکه ورقگیر به طور ثابت روی ورق نیرو اعمال  کند و جریان فلزی را کنترل کند، در هر ثانیه چندین مرتبه (بین 20-50 مرتبه) ورق را محکم گرفته و رها می کند که این امر باعث افزایش LDR می شود.در این تحقیق اثر پارامترهای موثر در کشش عمیق با سیستم ضد قفلABS  بر بهبود شرایط کشش و افزایش LDR بررسی شده است. نتایج آزمایشهای روی ورق ST14 نشان داد که برای هر سرعت سنبه فرکانس بهینه ای برای ABS وجود دارد. همچنین از نتایج آزمایشها استنباط شد بهترین حالت وارد کردن نیروی ورقگیر ایجاد یک فاصله گپ ثابت و یک گپ متغیر توسط سیستم ABS می باشد.