دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – کنترل

عنوان:

طراحی یک کنترل کننده LQR برای سیستم تعلیق فعال یک چهارم خودرو

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

در این پروژه، یک کنترل کننده بهینه LQR به منظور کنترل رفتار دینامیکی یک سیستم تعلیق فعال طراحی می شود و هدف از این طراحی، افزایش کیفیت رانندگی و راحتی سرنشینان خودرو در مقابل نوسانات جاده ای می باشد.

در اکثر کارهای صورت گرفته در زمینه سیستم های تعلیق، اثرات عملگر هیدرولیکی در طراحی کنترلر لحاظ نشده است در حالیکه این پروژه، به طراحی یک کنترل کننده بهینه با وجود لحاظ کردن محرک های هیدرولیکی در سیستم می پردازد.

در این پروژه، وظایف سیستم تعلیق خودرو، اجزاء تشکیل دهنده سیستم تعلیق و انواع آن بیان می شود.

دسته بندی سیستم های تعلیق از نقطه نظرهای مختلف، صورت گرفته و انواع مدلهای یک چهارم خودرو توضیح داده می شود. تاریخچه و تحقیقات صورت گرفته در زمینه سیستم های تعلیق خودرو، بیان شده و همچنین مشخصات رانندگی و عملکرد سیستم های تعلیق مورد بررسی قرار می گیرد.

در این پروژه، مفاهیم سیستم های تعلیق غیرفعال، نیمه فعال و فعال بررسی شده و بهبود راحتی سرنشین و کیفیت رانندگی، بعنوان مهمترین هدف این پروژه مطرح می شود.

در نهایت روش کنترل بهینه خطی توضیح داده شده و پس از شبیه سازی های صورت گرفته، به بررسی نتایج شبیه سازی و طراحی کنترل کننده پرداخته می شود.

یک مدل سیستم تعلیق یک چهارم خودرو و یک مدل غیرخطی عملگر هیدرولیکی، برای شبیه سازی سیستم کنترلی مورد استفاده قرار می گیرند.

می توان نتیجه گرفت که هدف اصلی طراحی سیستم های تعلیق فعال خودرو، ایجاد یک مصالحه بین کیفیت رانندگی، قابلیت فرمان پذیری، جابجایی فضای تعلیق و مصرف انرژی می باشد.

نتایج نشان می دهد که با کنترل بهینه یک سیستم تعلیق فعال مورد استفاده با یک محرک هیدرولیکی، نوسانات بدنه خودرو را به خوبی کاهش داد و در نتیجه راحتی سرنشین و کیفیت رانندگی را به مقدار زیادی بهبود بخشید.

مقدمه:

یک جاده هر چقدر هم صاف و مسطح باشد محل مناسبی برای به حرکت در آوردن یک یا چند تن فلز با سرعت بالا نیست. پس به سیستمی نیاز است که توانایی کاهش ضربات، تکانها و لرزشهای ناشی از شرایط جاده را داشته باشد. علاوه بر این، یک خودرو باید در مقابل تغییر مقدار بار وارده و تغییر نقطه ثقل، انعطاف پذیر بوده و توانایی مواجه با آنها را داشته باشد که در صورت نبود سیستمی برای تغییر وضعیت تعادل، خودرو در ابتدای پیچ از مسیر منحرف شده و یا واژگون می گردد.

موارد بالا را می توان فلسفه اصلی وجود سیستم تعلیق دانست اما سیستم تعلیق علاوه بر دفع ضربات و جلوگیری از انحراف و چپ شدن خودرو توانایی های دیگری نظیر نگهداری میزان تنظیم چرخها در حالت صحیح، نگهداشتن ارتفاع خودرو در میزان ثابت، پشتیبانی از وزن خودرو و تنظیم نحوه پخش آن، نگهداشتن تایرها در تماس با جاده و… را نیز دارا است.

افزایش راحتی سرنشین و ایمنی و سهولت رانندگی از مسائلی می باشند که شدیداً مو رد توجه صنایع خودروسازی جهان قرار گرفته است.

زمینه های زیادی برای تحقیق و کار در این مورد وجود دارد. طراحی مناسب بدنه خودرو بعنوان یکی از مسائل تأثیرگذار بر روی راحتی سرنشین و افزایش کیفیت رانندگی می باشد. به این منظور، طراحی بدنه خودرو باید به گونه ای باشد که حداقل مقاومت هوا را داشته باشد یا به عبارت دیگر دارای حداقل مقاومت آیرودینامیکی باشد که این کار ، نوسانات ناشی از مقاومت هوا را در برابر حرکت خودرو کاهش می دهد.

طراحی مناسب موتور بعنوان یکی دیگر از مسائل تأثیرگذار در این زمینه می باشد. طراحی موتور باید به گونه ای باشد که حداقل لرزش را هنگام کار کردن داشته باشد. در این میان مهمترین عامل تأثیرگذار بر روی راحتی سرنشین و ایمنی و سهولت رانندگی ، طراحی سیستم تعلیق خودرو می باشد.

تکامل روش های کنترلی برای سیستم های تعلیق فعال و غیرفعال خودرو، یکی از مسائل عمده صنایع خودرو سازی می باشد. یک سیستم تعلیق خوب باید همزمان کیفیت رانندگی و قابلیت فرمان پذیری خودرو و همچنین راحتی سرنشینان را بهبود بخشد.

برای افزایش راحتی سرنشین، باید شتاب عمودی خودرو ناشی از نوسانات جاده ای محدود گردد یعنی سیستم تعلیق باید تأثیر نوسانات جاده ای را در خود جذب کرده و مانع از انتقال آن به بدنه و در نتیجه سرنشین گردد. بعبارت دیگر باید حدالامکان از تماس تایر با سطح جاده کاسته شود. از طرف دیگر برای افزایش قابلیت فرمان پذیری خودرو ، تایر باید حداکثر تماس ممکن با سطح جاده را داشته باشد.

بنابراین دستیابی به یک سیستم تعلیق مناسب دشوار است زیرا باید بین راحتی سرنشین و قابلیت فرمانپذیری خودرو، به یک مصالحه تن داد.

سیستم های تعلیق اولیه از تعدادی فنر و دمپر تشکیل شده بود و چون از هیچ عنصر فعالی در ساختار آن استفاده نشده بود، به آن سیستم تعلیق غیرفعال گفته می شد.

قابلیت انعطاف پذیری این سیستم بسیار پایین بود و فقط سختی فنر و دمپر در ساختار تعلیق قابل تغییر دادن بود.

بنابراین با توجه به محدودیتهای موجود در سیستم غیرفعال، محققان به سیستم های تعلیق فعال و نیمه فعال روی آوردند که در ساختار آنها علاوه بر عناصر غیرفعال، از عناصر فعال اعمالگر نیرو نیز استفاده می شد.

در سالهای اخیر روشهای کنترلی مختلفی به منظور کنترل سیستم تعلیق فعال مورد استفاده قرار گرفته است که عمده ترین آنها روش کنترل بهینه می باشد. در اکثر کارهای صورت گرفته، مدل در نظر گرفته شده برای خودرو، یک مدل خطی می باشد و در آنها از روش کنترل بهینه خطی مانند LQ و LQR و LQG استفاده شده است. درصورتیکه مدل واقعی خودرو غیرخطی می باشد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 434