طراحی سیستم کنترل پایداری صفحه ای خودروی مفصل دار بر پایه کنترل گشتاور خارجی با استفاده از روش معادله ریکاتی وابسته به حالت

در این پایان نامه به موضوع پایداری صفحه ای و عملکرد جانبی خودروهای سنگین مفصل دار پرداخته شده است. با توجه به مزایای اقتصادی و زیست محیطی که استفاده از این خودروها در حمل و نقل عمومی دارد، تنها مانع افزایش کاربردی انها، مساله ایمنی و تصادفات ناشی از ناپایداری دینامیکی می باشد. در سرعتهای بالا، حرکت جانبی در تریلر تقویت شده، و پدیده هایی مانند نوسان کردن تریلر، قیچی کردن و انحراف از مسیر منجر به ناپایداری خودرو می شوند. هدف اصلی این پژوهش طراحی یک سیستم کنترلی برای افزایش پایداری صفحه ای و بهبود عملکرد جانبی خودروهای مفصل دار از طریق ترمزگیری فعال چرخهای ان می باشد. کنترل کننده بر پایه یک مدل غیرخطی 4 درجه ازادی خودرو که شامل دینامیک طولی، عرضی و حرکت یاو هر دو واحد سیستم می باشد، به گونه ای طراحی شده است که حالتهای سیستم مقادیر مطلوب متناسب با اهداف کنترلی سیستم را دنبال کنند. دقت و صحت مدل کنترلی، در مقایسه با مدل خودرو در نرم افزار®trucksim، صحه گذاری شده است. با استفاده از روش معادلات ریکاتی وابسته به حالت (sdre)، سرومکانیزم پیشنهادی همانند کنترل کننده lqr امکان ایجاد مصالحه بین خطاهای حالت و ورودی های کنترلی را در اختیار طراح می گذارد و هم زمان ترم های غیرخطی معادلات سیستم را در کنترل کننده در نظر می گیرد. بعلاوه، گشتاور ترمزها به عنوان ورودیهای سیستم به طور مستقیم با اعمال قید بر روی انها از قانون کنترلی به دست می ایند. همچنین با انتخاب مناسب ماتریسهای وزنی وابسته به حالت، کنترل کننده گشتاورهای ترمز را با در نظر گرفتن خاصیت لغزش ترکیبی تایر، به محورها اختصاص می دهد. برای ارزیابی عملکرد سیستم کنترلی و موثر بودن ان، شبیه سازی سیستم کنترلی بر روی مدل 12 درجه ازادی غیرخطی خودرو انجام شده است. نتایج شبیه سازی، موثر بودن کنترل کننده پیشنهادی را در افزایش پایداری در جهت یاو و رول و بهبود عملکرد جانبی و مانورپذیری خودرو تایید می کند. در نهایت مقاوم بودن کنترل کننده نسبت به عدم قطعیت در پارامترهای سیستم بررسی شده است.