بخشی از مقاله
چکیده
شبیه سازی راحتی سفر خودرو به طور معمول بر تحلیل حوزه ی فرکانس با فرض ثابت بودن سرعت خودرو استوار است. اما در شرایط واقعی رانندگی به دلیل تغییرات سرعت خودرو، فرکانس اغتشاشات وارده به بدن انسان تغییر می کند. در این مقاله کنترل Fuzzy و PID سیستم تعلیق بر اساس ارتعاشات منتقل شده به بدن انسان با الگوی رانندگی سرعت متغیر ارائه شده است. در این مسئله بهینه یابی تابع هدف، شاخص راحتی سفر - R_I - است که بر اساس استاندارد ایزو2631-1 ارزیابی می شود. نتایج نشان می دهد که الگوی رانندگی بر بهینه یابی کنترلر فازی سیستم تعلیق تأثیر دارد و لذا برای رسیدن به عملکرد بهتر سیستم تعلیق باید از کنترلر فازی بهینه شده بازای ورودی جاده تحت الگوی رانندگی استفاده شود .
-1 مقدمه
سیستم تعلیق خودرو به دلیل اینکه بدنه خودرو بر آن سوار می شود و نیروهای وارده از طرف جاده را به بدنه منتقل می کند، تاثیر بسزایی در راحتی سفر و فرمانپذیری خودرو دارد.[1] در این رابطه سیستم های تعلیق فعال جهت بهبود همزمان راحتی سفر و فرمانپذیری خودرو مطرح شده اند.[1] در سیستم های تعلیق فعال، بسته به شرایط عملکردی نیروی مطلوب محاسبه و با استفاده از عملگرهایی جهت کاهش ارتعاشات خودرو اعمال میگردد.
اغلب روش های طراحی کنترلر سیستم تعلیق فعال بر پایه استراتژی های کنترل بهینه استوار هستند. در سیستم تعلیق فعال، بازای مقادیر شتاب جرم معلق، بار تایر و جابجایی تعلیق بهینه می شوند. علی رغم بهینه یابی آنها، پارامترهای کنترلر بازای تغییر وضعیت جاده لزوما بهینه باقی نخواهند ماند. بدین منظور، روش کنترل فازی به عنوان روش کنترل جایگزین در مقایسه با کنترل بهینه به وسیله محققان مورد توجه قرار گرفت. یک نکته مهم در طراحی کنترل فازی سیستم تعلیق فعال، تعیین قواعد کنترل و توابع عضویت می باشد تا سیستم عملکرد رضایت بخشی داشته باشد. قواعد کنترل وتوابع عضویت در ابتدا به وسیله دانش و تجربه طراح ایجاد می شوند لکن برای تنظیم نهایی آنها نیاز به فرآیند بهینه یابی می باشد.
[2] در سالهای اخیر مطالعاتی در این زمینه صورت گرفته است. در مقاله ی ارائه شده برای بهینه سازی کنترلر فازی سیستم تعلیق فعال از ورودی جاده سرعت ثابت استفاده شده است. همانطور که اشاره گردید شبیه سازی راحتی سفر خودرو به طور معمول بر اساس تحلیل حوزه ی فرکانس با فرض ثابت بودن سرعت خودرو است. اما در شرایط واقعی ترافیک - رانندگی - سرعت خودرو متناوباً تغییر می کند.
این تغییرات سرعت روی فرکانس اغتشاشات وارده از طرف جاده به بدن انسان و در نتیجه روی راحتی سفر خودرو تاثیرگذار است. منتظری و همکارانش [3] نشان داده اند که شرایط رانندگی مختلف روی شاخص راحتی سفر تاثیرگذار است. لکن تاکنون بهینه یابی کنترلر سیستم تعلیق فعال با الگوی رانندگی سرعت متغیر مورد مطالعه قرار نگرفته است. در این مقاله، طراحی کنترلر فازی برای سیستم تعلیق خودرو ارائه گردیده است. بدین منظور، طراحی کنترلر فازی سیستم تعلیق فعال خودرو بر اساس مدل دو درجه آزادی توضیح داده شده است. در پایان نتایج بدست آمده از دو کنترلر فازی و PID مورد بحث قرار گرفته است.
-1 مروری بر کارهای انجام شده
1؛-1 مدل ریاضی سیستم تعلیق فعال خودرو
ساده ترین مدلی که برای بررسی سیستم تعلیق مورد استفاده قرار می گیرد، مدل 1/4 خودرو با دو درجه آزادی است. در این مدل جرم خودرو و متعلقات آن به عنوان جرم بدنه خودرو و جرم تایر و متعلقات آن به عنوان جرم سیستم تعلیق در نظر گرفته می شود. سیستم تعلیق فعال را میتوان به صورت یک فنر و میراکننده خطی به همراه یک عملگر مابین این دو جرم مدل کرد. تایر را نیز می توان به صورت یک فنر و میراکننده خطی مدلسازی نمود. شکل زیر این مدل را نشان می دهد.
2؛-1 ساخت مدل
سیستم با شبیه سازی اثر نیروها بر جرم ها - بدنه و سیستم تعلیق - و ادغام شتاب جرم ها برای بدست آوردن سرعت و فاصله مدل می شود. قانون نیوتن بر روی هر دو جرم اعمال خواهد شد.
