شبیه‌سازی و مقایسه‌ عملکرد دو کنترلر PID و تطبیقی برای سیستم تعلیق فعال 10 درجه آزادی خودرو

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه

چکیده

سیستم تعلیق بدون شک یکی از مهم‌ترین و اساسی‌ترین زیر سیستم‌های یک خودرو محسوب می‌شود. در این پژوهش جهت تحلیل کامل ارتعاشات حرکت‌های بدنه و شاسی خودرو که به سرنشینان وارد می‌شود از مدل کامل خودرو با 10 درجه آزادی استفاده شده است. پس از شبیه‌سازی سیستم تعلیق خودرو و طراحی یک سیستم تعلیق فعال به منظور دفع اغتشاشات وارده، مقایسه‌ای بین دو نوع کنترلر PID و تطبیقی برای سیستم‌های تعلیق اشاره شده به عمل خواهد آمد و تفاوت‌ها در کنترل ارتعاشات مورد مطالعه قرار می گیرد. به دلیل ثابت بودن بهره‌های کنترلر PID و همچنین وجود عدم قطعیت در سیستم تعلیق خودرو، کنترلر PID به خوبی قادر به کنترل و کاهش ارتعاشات وارد شده بر بدنه خودرو نمی باشد، پس در این کار از کنترلر تطبیقی با بهره غیر ثابت جهت کنترل و کاهش ارتعاشات وارد از سوی ناهمواری‌های سطح جاده به بدنه خودرو استفاده شده است. نوآوری این پژوهش طراحی دو نوع کنترلر PID و تطبیقی جهت کاهش ارتعاشات وارده بر خودرو در سه فیدبک جابجایی، سرعت و شتاب برای مدل 10 درجه آزادی (کامل) خودرو می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Constantin, M., Popescu, O.S., and Mastorakis, N.E.,
"Testing and simulation of motor vehicle Suspension",
International Journal of systems applications,
engineering & development, 3(2), 74-83, (2009).
[2] Hasbullah, F., Faris, W.F., "A comparative Analysis
of LQR and Fuzzy logic Controller for Active
Suspension Using Half Car Model", 11th Int. Conf.
Control, Automation, Robotics and Vision, 2415-2420,
(2010).
[3] Yahaya, M. S., Johari, H.S.B.O., "Modeling and
control of the active suspension system using
proportional integral sliding mode approach", Asian
Journal of Control, 7(2), 91-98, (2005).
[4] Yoshimura, T., et al. "Active suspension of passenger
cars using linear and fuzzy-logic controls", Control
Engineering Practice, 7: 41-47, (1999).
[5] A. J., Barr, J. L., Ray, "Control of an active
suspension using fuzzy logic", Proceedings of the Fifth
IEEE International Conference on Fuzzy Systems, 1: 42-
48, (1996).
[6] Hell Mee, A. B. A., "Modelling and Controller Design
for an Active Car Suspension System Using Half Car
Model", Universiti Teknologi Malaysia, (2009).
[7] Guosheng, Z., and et al., "The Research of
Automobile Suspension System Performance Based on
the Fuzzy Neural Network Control", ITEC (IEEE
Transportation Electrification Conference and Expo), 1-
6, (2014).
[8] Abd El-Nasser, S. Ahmed, and et al., "PID controller
of Active Suspension System for a Quarter car model",
International Journal of Advances in Engineering &
Technology, 8(6): 899-909, (2015).
[9] Salem, M.M.M., Aly, A. A., "Fuzzy control of a
quarter-car suspension system. World Academy of
Science", Engineering and Technology, 53, pp. 258-263,
(2009).
[10] Foda, S.G., "Fuzzy control of a quarter-car
suspension system", Proceedings of the 12th
International Conference on Microelectronics; 231-234,
(2000).
[11] Hari, V. M., and et al., "Design and Implementation
of Adaptive Neuro Fuzzy Inference System for an
Experimental Active Suspension System", International
Conference on Robotics, Automation, Control and
Embedded Systems – RACE, (2015).
[12] A. K., Sukede, Arora, J., "Auto Tuning of PID
Controller", 2015 International Conference on Industrial
Instrumentation and Control (ICIC), 1459-1462, (2015).
[13] Ignatius, O.I., and et al., "Modeling, Design and
Simulation of Active Suspension System PID Controller
using Automated Tuning Technique", Network and
Complex Systems, 6: 11-15, (2016).
[14] M.S., Kumar, "Development of Active System for
Automobiles using PID Controller", world Congress on
Engineering, 2, London, U.K, (2008).
[15] V. M., Hari, and et al., "Design and Implementation
of Adaptive Neuro Fuzzy Inference System for an
Experimental Active Suspension System", International
Conference on Robotics, Automation, Control and
Embedded Systems – RACE, (2015).
[16] Y. P., Kuo, & Li, T. H. S., "GA-based fuzzy PI/PD
controllers for automotive active suspension system",
IEEE Transactions on Industrial Electronics, 46(6),
1051–1056, (1999).
[17] Sun, L., Kennedy, T.W., "Spectral analysis and
parametric study of stochastic pavement loads", Journal
of Engineering Mechanics, ASCE128 (2002) 318–327.
[18] Sun, L., "Optimum design of ‘road-friendly’ vehicle
suspension systems subjected to rough pavement
surfaces", Applied Mathematical Modeling, 26, 635–652,
(2002).
[19] Gobbi, M., Mastinu, G., "Analytical Description and
Optimization of the Dynamic Behavior of Passively
Suspended Road Vehicles ", Journal of sound and
vibration, 245(3), pp. 457-481, (2001).
[20] Mitra, A., Benerjee, N., Khalane, H. A., Sonawane,
M. A., Joshi, D. R., Bagul, G.R., "Simulation and
Analysis of Full Car Model for various Road profile on a
analytically validated MATLAB/SIMULINK model
(Department of Mechanical, National Institute of
Technology, NIT Durgapur, India) (Department of
Mechanical, Modern Education Society’s College of
Engineering, Pune University, India).