دانشگاه صنعتی امیرکبیر
(پلی‌تکنیک تهران)
طراحی سیستم یکپارچه کنترل جهت بهبود پایداری جانبی و دینامیک غلت خودرو
ارائه شده برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
استاد راهنما: دکتر نراقی
دانشکده مهندسی مکانیک
بهمن 1391
چکیده
علاوه بر ناپایداری جانبی، یکی از تهدیدهای عمده برای خودروهای سواری به ویژه خودروهای شاسیبلند، خطر واژگونی است. در این پایاننامه یک استراتژی هماهنگی بر اساس منطق فازی، برای عملکرد یکپارچه زیرسیستمهای فعال فرمان، دیفرانسیل، ترمز و میله ضدغلت طراحی شده است. تحلیلهای جداگانه روی هر یک از زیرسیستمها به طور مستقل و نیز اثر همافزایی آنها صورت گرفته است. این استراتژی هماهنگی تلاش میکند ضمن حفظ شتاب طولی مطلوب راننده تداخل میان زیرسیستمها و اهداف کنترلی آنها را که عبارتند از: تعقیب نرخ چرخش، شتاب جانبی و حرکت غلت خودرو، تا حد امکان برطرف نماید و مصالحهای میان آنها برقرار سازد. بررسی عملکرد این استراتژی در غیاب دیفرانسیل فعال نیز نتایج موفقی را به همراه داشته است. زاویه لغزش جانبی و نرخ چرخش به عنوان شاخصهای پایداری جانبی و زاویه غلت، نرخ غلت و انتقال وزن جانبی به عنوان شاخصهای پایداری غلت در نظر گرفته شدهاند. نتایج شبیهسازی بر روی یک مدل ده درجه آزادی ساخته شده در نرمافزار Simulink نشان میدهد که عملکرد سیستم یکپارچه نسبت به عملکرد مستقل تکتک زیرسیستمها بهبود داشته و پایداری غلت در کنار پایداری جانبی حفظ شده است. همچنین، نتایج شبیهسازی برای مانور «بدترین حالت» حاکی از عملکرد رضایتبخش این سیستم یکپارچه است. نتایج با مدلسازی در محیط نرمافزار Carsim صحهگذاری شده است.
کلمات کلیدی:
کنترل یکپارچه، کنترل پایداری، کنترل غلت، فرمان فعال، دیفرانسیل فعال، ترمز فعال
فهرست مطالب
فصل اول – پیشگفتار
1-1 ضرورت تحقیق.. 3
1-2 پیشینه کنترل پایداری خودرو. 5
1-2-1 کنترل نرخ چرخش… 5
1-2-2 کنترل لغزش جانبی.. 7
1-2-3 کنترل غلت.. 9
1-3 تعریف مسئله. 11
1-4 طرحنمای پایاننامه. 11
فصل دوم – مدلسازی خودرو
2-1 مقدمه. 14
2-2 مدل ده درجه آزادی.. 14
2-2-1 فرضیات مدل. 14
2-2-2 معادلات دینامیک… 15
2-3 مدل راننده. 23
2-4 صحهگذاری حلقهباز مدل به کمک نرمافزار CarSim.. 25
فصل سوم – طراحی کنترلر
3-1 مقدمه. 32
3-2 اندازهگیری متغیرها 33
3-3 زیرسیستمهای کنترلی.. 34
3-3-1 سیستم فرمان فعال جلو. 34
3-3-2 سیستم دیفرانسیل فعال. 34
3-3-3 سیستم ترمز فعال. 34
3-3-4 سیستم تنظیم لغزش / ترمز ضد قفل.. 35
3-3-5 سیستم فعال غلت -میله ضد غلت-. 35
3-4 مدل ساده شده خودرو برای طراحی کنترلر. 36
3-5 مدل مرجع. 37
3-5-1 نرخ چرخش… 37
3-5-2 شتاب طولی.. 39
3-5-3 شتاب جانبی.. 39
3-6 طراحی کنترلر فرمان فعال. 39
3-7 طراحی کنترلر دیفرانسیل فعال. 41
3-8 طراحی کنترلر ترمز فعال. 42
3-9 طراحی کنترلر تنظیم لغزش فعال / ترمز ضد قفل.. 45
3-10 طراحی کنترلر فعال غلت- میله ضدغلت-. 47
3-11 استراتژی هماهنگی.. 50
3-11-1 بررسی تداخلات ممکن بین اهداف زیرسیستمها 50
3-11-2 انتخاب استراتژی هماهنگی مناسب.. 50
3-11-3 طراحی یکپارچهساز فازی.. 53
فصل چهارم – شبیهسازی و نتایج
4-1 مقدمه. 59
4-2 تحلیل عملکرد زیرسیستمها 60
4-2-1 کنترل فرمان فعال. 60
4-2-2 کنترل دیفرانسیل فعال. 65
4-2-3 کنترل ترمز فعال. 70
4-2-5 کنترل فعال غلت -میله ضدغلت-. 76
4-3 ارزیابی عملکرد یکپارچهساز. 82
4-3-1 مانور تغییر مسیر دوگانه روی جاده خشک (9/0=μ) 82
4-3-2 مانور تغییر مسیر دوگانه روی جاده لغزنده (2/0=μ) 89
4-4 مقایسه زیرسیستمها و سیستم کنترل یکپارچه. 96
4-4 صحهگذاری حلقهبسته (سیستم کنترل یکپارچه) توسط نرمافزار CarSim.. 101
4-5 مانور بدترین حالت.. 107
فصل پنجم – نتیجهگیری و پیشنهادها
5-1 نتیجهگیری.. 115
5-2 پیشنهادها 116
مراجع. 117
پیوست الف – سیستم کنترل یکپارچه بدون دیفرانسیل فعال……………………………………………………………… 115
پیوست ب- مقادیر عددی پارامترهای خودرو………………………………………………………………………………………… 12
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند