کنترل خوش‌فرمانی خودرو با تأثیر دیفرانسیل فعال و بهینه‌سازی پارامترهای کیفیت فرمان‌پذیری

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، موسسه اموزش عالی اشراق، بجنورد

2 مربی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بجنورد

چکیده

در این مقاله به بررسی بهبود خوش‌فرمانی خودرو از طریق کنترل مستقل توزیع گشتاور بین چرخ‌ها با استفاده از دیفرانسیل فعال و بهینه کردن پارامترهای کیفیت فرمان‌پذیری مانند سرعت جانبی و سرعت دورانی با تغییر در هندسه مکانیزم فرمان پرداخته شده است. دیفرانسیل‌های با قابلیت کنترل گشتاور  به عنوان یک راه حل برای از میان بردن محدودیت سیستم کنترل پایداری الکتریکی به وجود آمده‌اند. یک تابع هدف مناسب به منظور بهبود عملکرد کیفیت فرمان‌پذیری و پایداری خودرو تعریف و برای حل مسئله بهینه‌سازی از الگوریتم ‌ژنتیک استفاده شده است. مدل دینامیکی خودرو با درنظر گرفتن 9 درجه آزادی و سیستم فرمان با 4 درجه آزادی در نرم‌افزار متلب-سیمولینک مدل‌سازی و صحت مدل با نرم‌افزار کارسیم تأیید شده است. استفاده از دیفرانسیل فعال، سرعت متوسط خودرو را مقدار کمی تحت تأثیر قرار می‌دهد و این کاهش سرعت، هنگام استفاده از دیفرانسیل فعال به صورت همزمان در هر دو محور خواهد ‌بود. نتایج، بهبود عملکرد خوش‌فرمانی و رفتار خودروی بهینه‌شده را در مقایسه با خوردوی معمولی نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


[1] Piyabongkarn, Damrongrit, Lew, Jae Y, Rajamani, Rajesh, and Grogg, John A. Active driveline torquemanagement systems. IEEE Control Systems Magazine, 30(4):86–102, 2010.
[2] Osborn, Russell P and Shim, Taehyun. Independent control of all-wheel-drive torque distribution. Vehicle system dynamics, 44(7):529–546, 2006.
[3] Motoyama, Sumio, Uki, H, ISODA Manager, K, and YUASA Manager, H. Effect of traction force distribution control on vehicle dynamics. Vehicle System Dynamics, 22(5-6):455–464, 1993.
[4] Sawase, Kaoru and Sano, Yoshiaki. Application of active yaw control to vehicle dynamics by utilizing driving/breaking force. JSAE review, 20(2):289–295, 1999.
[5] Deur, Joško, Ivanović, Vladimir, Hancock, Matthew, and Assadian, Francis. Modeling and analysis of active differential dynamics. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 132(6):061501, 2010.
[6] Abe, Masato. Vehicle handling dynamics: theory and application. Butterworth-Heinemann, 2015.
[7] Mirzaei, M, Alizadeh, G, Eslamian, M, and Azadi, S. An optimal approach to non-linear control of vehicle yaw dynamics. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, 222(4):217–229, jun 2008.
[8] Xu, Ying, fu Zong, Chang, hsiang Na, Hsiao, and Liu, Lei. Investigations on control algorithm of steady-state cornering and control strategy for dynamical correction in a steerby-wire system. Journal of Zhejiang University-SCIENCE A, 10(6):900–908, jun 2009.
[9] Brandt, Thorsten, Hiesgen, Gregor, Hesse, Benjamin, Schramm, Dieter, Bröcker, Markus, and Heitzer, H. Linear stability and performance analysis of shared lane keeping between driver and assistance system. in Proceedings of 9th International Symposium on Advanced Vehicle Control (AVEC 2008), 2008.
[10] Zhao, Qiu Fang, He, Tao, Xu, Wen Juan, and Liu, Zhi Qiang. The research of vehicle handling stability based on ADAMS. Applied Mechanics and Materials, 127:248– 251, oct 2011.
[11] Mashadi, Behrooz and Salamipour, Parsa. Using active caster for the enhancement of vehicle handling dynamics. Modares Mechanical Engineering, 15(9):322–332, 2015.
[12] Zhao, Wanzhong, Luan, Zhongkai, and Wang, Chunyan. Parameter optimization design of vehicle e-HHPS system based on an improved MOPSO algorithm. Advances in Engineering Software, 123:51–61, sep 2018.
[13] Greenwood, Donald T. Advanced dynamics. Cambridge University Press, 2006.
[14] Zhou, Yong, Mo, Yiwei, Huang, Wei, and Sun, Yangyang. Modelica-based modeling and simulation of hydraulic power steering system. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 48(3), 2013.
[15] Rupp, Matthew Y. Passive dynamic steering system model for use in vehicle Dynamics simulation. Ph.D. thesis, The Ohio State University, 1994.
[16] Dugoff, Howard, Fancher, Paul S, and Segel, Leonard. Tire performance characteristics affecting vehicle response to steering and braking control inputs. tech. rep., 1969.
[17] Karnopp, Dean. Computer simulation of stick-slip friction in mechanical dynamic systems. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 107(1):100, 1985.
[18] Duarte, Francisco, Ferreira, Adelino, and Fael, Paulo. Software tool for simulation of vehicle – road interaction. Engineering Computations, 34(5):1501–1526, jul 2017.
[19] Yun, Seokchan, Han, Changsoo, and Wuh, Durkhyun. A study on the dynamic analysis and control algorithm for a motor driven power steering system. KSME International Journal, 16(2):155–164, feb 2002.
[20] Fancher, Paul S. Simulation of the directional response characteristics of tractor-semitrailer vehicles. final report. 1979.
[21] Ellis, John Ronaine. Vehicle handling dynamics. 1994.
[22] Lukin, Pavel Petrovič, Gasparânc, Grant Arutûnovič, and Rodinov, Vasilij Fedorovič. Automobile Chassis: Design and Calculations. Mir Publishers, 1989.
[23] Durstine, John W. The truck steering system from hand wheel to road wheel. in SAE Technical Paper Series. SAE International, feb 1973.