| عنوان فارسی مقاله: | تنظیم تعلیق و صندلی ادغام شده اتومبیل در ماشین مدل راننده کورتر |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Integrated Seat and Suspension Control for a Quarter Car with Driver Model |
| دانلود مقاله انگلیسی: | برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf اینجا کلیک نمائید |
| سال انتشار | 2012 |
| تعداد صفحات مقاله انگلیسی | 16 |
| تعداد صفحات ترجمه مقاله | 43 |
| مجله | فناوری های خودرو (VEHICULAR TECHNOLOGY) |
| دانشگاه | دانشکده مهندسی برق، کامپیوتر و ارتباطات دانشگاه ولونگونگ، استرالیا |
| کلمات کلیدی | مدل بدن راننده- کنترل یکپارچه- سیستم تعلیق صندلی- کنترل خروجی بازخورد- تعلیق خودرو |
| نشریه | IEEE |
فهرست مطالب:
چکیده
1 مقدمه
2 صندلی یکپارچه خودرو و مدل تعلیق
3 طراحلی کنترلر
4 شبیه سازی عددی
5 نتیجه گیری
بخشی از ترجمه:
ابتدا ما فرض می کنیم که این سیستم پارامتر عدم قطعیت برای اندازه گیری سر و صدا را ندارد.هنگامی که کنترلر 5 کاربردی می شود شتاب سر راننده تحت دست انداز جاده در شکل 17 دیده می شود. شکل 16 نشان می دهد که استراتژی کنترل پیشنهادی تا حد زیادی شتاب سر راننده را در مقایسه با سیستم های غیر فعال کاهش داده و در نتیجه به عملکرد راحتی سواری خوبی می رسد و سیستم تعلیق خودرو صندلی و بار دینامیک تایر با مقادیر با سیستم های غیر فعال درشکل 17 تا 19 به ترتیب نشان داده شده است. دیده می شود که در محدودیت های خود تحت این جاده با دست انداز، عملکرد نگه داشته شده است. نیروهای محرک در خروجی در شکل 20 دیده می شود که در آن محرک تعلیق در صندلی نیروی کمتری را در مقایسه با سیستم تعلیق چرخ فراهم می شود. تحت اختلال تصادفی جاده، مقادیر RMS تحت سه پروفایل جاده های مختلف و 5 سرعت مختلف محاسبه می شود. برای اختصار تنها نتایج اختلال با درجه سرعت متفاوت در شکل 31 نشان داده شده است. نتیجه مشابه را می توان در شکل 21 دید. به عنوان مثال خروجی یکپارچه در خروجی کنترلر 5 بهتراز تعلیق منفعل از نظر شتاب سر می باشد. یک نمونه تصادفی از پاسخ ها با درجه D در اختلالات جاده با سرعت وسیله نقلیه 100km در ساعت در شکل 22 نشان داده شده است که همچنین اثر بخشی کنترلر طراحی شده را تایید می کند.
آخرین تاریخ و زمان، پارامتر عدم قطعیت در مدل بدن راننده و سیگنال های اندازه گیری در شتاب چرخ عمودی است که یکپارچه برای به دست آوردن سرعت چرخ و جا به جایی می شود و به مدل کامل خودرو اضافه شده است. تغییرات جرم راننده و سفتی و ضریب میرایی به طور تصادفی در حدود 10% از ارزش اسمی خود تولید شده است. بسیاری از موارد مورد آزمایش قرار گرفته است. با این حال صرفه جویی در ابعاد، تنها یک مورد با شتاب سر راننده است که تحت اختلال دست انداز جاده نشان داده شده است.
شکل 21: پاسخ تصادفی RMS تحت درجه E برای اختلال جاده با سطوح مختلف سرعت خودرو.
شکل 22: پاسخ تصادفی با درجه D تحت اختلال جاده، با یک وسیله نقلیه با سرعت 100 km/n.
شکل 23: پاسخ ضربه در شتاب سر راننده برای سیستم تعلیق تمام خودرو با اندازه گیری پارامتر عدم قطعیت و سیگنال ها.
در شکل 23 شتاب چرخ توسط سیگنال هایی نشان داده شده است و همچنین استراتژی کنترل کاهش شتاب سر راننده در مقایسه با سیستم غیر فعال حتی زمانی که پارامتر عدم قطعیت وجود دارد به دست آمده است. استحکام کنترلر طراحی شد، باید دارای اعتبار موثر باشد.
شکل 24: شتاب عمودی چرخ با اندازه گیری سیگنال ها.
5- نتیجه گیری:
در این مقاله یک صندلی یکپارچه با سیستم تعلیق توسعه یافته ارائه شده و برای طراحی کنترل یکپارچه مورد استفاده قرار گرفت. زیرا برخی از متغیرهای حالت جهت اندازه گیری در دسترس نبوده، یک روش طراحی کنترل بازخورد خروجی ارائه شده است. با توجه به قابلیت محدود دیسک ها، محدودیت اشباع عملکردی کنترل شامل فرایند طراحی شده است. شبیه سازی عددی جهت اعتبار عملکرد کنترل طراحی شده استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که صندلی و تعلیق یکپارچه می تواند بهترین عملکرد راحتی سواری را در مقایسه با صندلی منفعل و صندلی فعال ارائه کند. خروجی دست یابی به کنترل بازخورد عملکرد سازگار با کنترل فیدبک حالت در ساختار تحقیق است مطالعه بیشتر بر روی کنترلر های قوی از مدل یکپارچه با توجه به مدل ماشین پیچیده تر و دینامیک تر و پارامتر های متغیر بازمان و پارامتر عدم قطعیت و اندازه گیری سیگنال ها لازم است که انجام شود.
بخشی از مقاله انگلیسی:
I. INTRODUCTION S EAT suspension has been commonly accepted in commercial vehicles for industrial, agricultural, and other transport purposes [1] to provide driver ride comfort, reduce driver fatigue due to long hours of driving or exposure to severe working environments such as rough-road conditions, and improve driver safety and health [2]. The study on the optimization and control of seat suspensions for reducing vertical vibration has been an active topic for decades. Three main types of seat suspensions, i.e., passive seat suspension, semiactive seat suspension, and active seat suspension, have been presented so far. The study on passive seat suspension mainly focuses on parameter optimization for the spring stiffness and the Manuscript received June 9, 2011; revised September 16, 2011, February 26, 2012, and May 18, 2012; accepted July 25, 2012. Date of publication August 8, 2012; date of current version November 6, 2012. This work was supported in part by the University of Wollongong through the URC Small Grant Scheme. The review of this paper was coordinated by Dr. S. Anwar. H. Du is with the School of Electrical, Computer and Telecommunications Engineering, University of Wollongong, Wollongong, NSW 2522, Australia (e-mail: hdu@uow.edu.au). W. Li is with the School of Mechanical, Materials and Mechatronic Engineering, University of Wollongong, Wollongong, NSW 2522, Australia. N. Zhang is with the Faculty of Engineering and Information Technology, University of Technology, Sydney, NSW 2007, Australia. Color versions of one or more of the figures in this paper are available online at http://ieeexplore.ieee.org. Digital Object Identifier 10.1109/TVT.2012.2212472 damping coefficient. In general, small spring stiffness may get good ride comfort; however, it will incur large suspension deflection and, hence, may cause end-stop collision. Studies on minimum stiffness in terms of seat position [3] and nonlinear stiffness [4] have been conducted to compromise ride comfort and suspension deflection limitation. With the development of magnetorheological (MR) or electrorheological (ER) dampers, semiactive control of seat suspension has been proposed to provide variable damping force with less power consumption [1], [5]. However, either ER or MR fluid only has controllabledamping capability such that the system is effective only during the energy dissipation stage. The study on active seat suspension mainly focuses on developing advanced control strategies or applying different types of actuators to improve seat suspension performance while taking into account issues such as actuator saturation, load variation, time delay, and reliability [6]–[11]. Among the three types of seat suspension, active seat suspension can provide the best ride comfort performance and has therefore received much more attention in recent years. In addition to seat suspension, vehicle suspension has extensively been studied for a long time [12]. Vehicle suspension is, in fact, designed as a primary suspension for all vehicles to provide ride comfort, road holding, and other dynamic functions. Similar to seat suspension, passive, semiactive, and active vehicle suspensions have also been proposed. Active and semiactive suspensions attracted more attention in both the academe and the industry for improving vehicle ride comfort and road holding [13]–[15]. In particular, the active electromagnetic suspension system presents an impressive perspective for the implementation of active suspension to passenger vehicles [16]–[20]. However, it is noticed that most of the current active and semiactive seat suspension and active and semiactive vehicle suspension are separately designed or studied, although their common function is to improve the vehicle ride comfort performance. It is therefore natural to think about the question: Should suspension be integrally controlled to provide an enhanced ride comfort performance? This question motivates this paper. To achieve an enhanced ride comfort performance, an integrated seat and suspension model that includes a quartercar suspension [2-degree-of-freedom (DOF)], a seat suspension (2 DOF), and a driver body model (4 DOF) is first developed in this paper. Developing such an integrated model is twofold: It will be used to design an integrated controller that provides control forces to both car suspension and seat suspension, and typical road disturbances can be applied to the vehicle tire instead of the cabin to evaluate the suspension performance. This is more reasonable, because road signals must be filtered by vehicle 0018-9545/$31.00 © 2012 IEEE 3894 IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, VOL. 61, NO. 9, NOVEMBER 2012 suspension in both amplitude and frequency components when getting to the cabin. Directly applying typical road disturbances to the cabin to evaluate the seat suspension performance may not be appropriate, particularly when studying issues such as actuator saturation and suspension deflection limitation, which are generally subject to the applied inputs. In addition, the suspension performance on ride comfort can be evaluated in terms of a human body model instead of sprung mass, because sprung mass acceleration cannot fully reflect the human body biomechanical effect on ride comfort. Currently, only a few studies [21], [22] consider both vehicle suspension and seat suspension together to study the vehicle or seat suspension optimization problem. Based on the integrated model, an H∞ state feedback controller is then designed for the integrated seat and suspension model to generate the desired control forces for reducing driver head acceleration under energy-bounded road inputs and actuator saturation constraints. Then, a static output feedback controller is designed, considering that not all state variables, particularly the state variables in relation to the human body model, are not measurement available in practice. Then, a robust controller design that considers parameter uncertainties and performance requirements on suspension stroke and road-holding properties is further discussed. Last, numerical simulations are used to validate the effectiveness of the proposed control strategy by comparing it with passive seat suspension, active seat suspension control, and active car suspension control.
| عنوان فارسی مقاله: | تنظیم تعلیق و صندلی ادغام شده اتومبیل در ماشین مدل راننده کورتر |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Integrated Seat and Suspension Control for a Quarter Car with Driver Model |
