پایان نامه کنترل سیستم تعلیق براساس روش ساختار متغیر

پایان نامه کنترل سیستم تعلیق براساس روش ساختار متغیر

چکیده 

طراحی سیستم های تعلیق فعال و یا نیمه فعال برای خودروهای مدرن، نیازمند در نظر گرفتن دو هدفی است که در واقع مختلف یکدیگرند، که یکی راحتی رانندگی و دیگری فرمان پذیری در جاده می باشد. بنابراین در طراحی سیستم های تعلیق بر پایه مدل چند متغیره خطی و یا غیرخطی محدودیت هایی به وجود می آید.

در این پایان نامه، ما از مدل یک چهارم و یک دوم خودرو، جهت طراحی سیستم تعلیق فعال به همراه کنترل ساختار متغیر استفاده کرده ایم. کنترل ساختار متغیر، یکی از انواع کنترل کننده های مقاوم است که نسبت به اغتشاش و تغییرات پارامتری و چاترینگ پایداری دارد.

نتایج حاصل از کنترل ساختار متغیر با کنترل کننده های فازی و بهینه مقایسه شده است. در مرحله بعد، در طراحی سیستم تعلیق مدل یک دوم خودرو، علاوه بر کنترل ساختار متغیر از کنترل نظارتی با منطق فازی نیز استفاده شده است. هدف از آن، بهبود عملکرد کنترل کننده ساختار متغیر با در نظر گرفتن راحتی رانندگی و فرمان پذیری می باشد. 

مقدمه 

در سال های اخیر، طراحان و محققان زیادی در زمینه سیستم تعلیق خودرو مطالعه کرده اند. هدف مشترک تمام این بررسی ها دو چیز می باشد، یکی راحتی رانندگی و دیگری فرمان پذیری.

مدل های مختلفی از خودرو نظیر، مدل 1/4، 1/2 و کامل با درجه آزادی های 2، 4 و بالاتر استفاده شده است. کنترل کننده هایی نظیر، فازی، بهینه و تلفیقی از چند نوع از این کنترل کننده ها بر روی سیستم تعلق خودرو به کار گرفته شده است. 

ما در این پایان نامه، از کنترل ساختار متغیر که از انواع کنترل کننده های مقاوم است، استفاده می کنیم. دلیل استفاده از آن، یکی به علت غیر حساس بودن به اغتشاشات و تغییرات پارامتری است و دیگری آنست که می توان عنصر یا پارامتر نامعین را نیز کنترل کرد. 

ابتدا از مدل 1/4 با دو درجه آزادی جهت به دست آوردن یک قانون کنترلی سود می بریم سپس آن را به مدل 1/2 با چهار درجه آزادی بسط می دهیم و در ادامه جهت بهبود عملکرد نیروی کنترل از کنترل کننده نظارتی هوشمند بر پایه منطق فازی استفاده می کنیم. در پایان هر بحث شبیه سازی انجام می شود و خروجی ها مورد مقایسه قرار می گیرند.

فصل اول 

معرفی سیستم تعلیق خودرو 

1-1) مقدمه 

سیستم تعلیق یکی از سیستم های مکانیکی موجود در اتومبیل می باشد که مدل ریاضی آن ترکیبی از جرم و فنر و کمک فنر بوده و سیستم حاصل به منظور کاهش یا حذف نوسانات خارجی و داخلی به کار گرفته می شود. 

امروزه هزینه های هنگفتی جهت اصلاح و توسعه این سیستم ها انجام می شود که نتیجه آن راحتی سفر، فرمان پذیری بهتر و استحکام خودرو در هنگام حرکت می باشد. تحقیقات و پژوهش ها حول این اهداف انجام می گردد. راحتی سفر و فرمان پذیری دو هدف عمده ای می باشند که باید با همدیگر در نظر گرفته شوند و ایجاد تعامل خوب بین این دو هدف، عملکرد خوب سیستم تعلیق را منجر می شود. 

در این فصل ما به جزئیات موجود در سیستم تعلیق، هدف از طراحی سیستم تعلیق و معرفی انواع متداول در خودروها می پردازیم.