یک تانکر حمل سیال در معرض نیروها و گشتاورهایی اضافی است که ناشی از نیروی اینرسی سیال در مانورهای دور زدن، شتابگیری یا ترمزگیری و یا ترکیبی از این موارد می باشند. میزان این نیروها و گشتاورهای اینرسی در فرکانسی نزدیک به فرکانس طبیعی سیال، می تواند بسیار شدیده گردیده و بر دینامیک طولی و کنترل پذیری تانکر تاثیر گذار باشد. میزان این نیروها و گشتاورهای اینرسی در فرکانسی نزدیک به فرکانس طبیعی سیال، می تواند بسیار تشدید گردیده و بر دینامیک طولی و کنترل پذیری تانکر تاثیرگذار باشد. این تاثیر می تواند بصورت سوانحی مانند چپ شدگی که خود وسیله در آن درگیر است و یا انحراف از مسیر که می تواند باعث بروز تصادف با دیگر خودروها گردد، بروز کند. تانکرهای حمل سیال در راه آهن و جاده ها بدلیل تغییرات وزن و بار محوری و مقررات حرکت در مناطق مختلف با توجه به دانسیته سیال معمولا به صورت نیمه پر حرکت می کنند. با توجه به این موضوع، بررسی تاثیر تلاطم سیال بر کنترل و تغییرات پایداری خودرو از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به این موضوع، بررسی تاثیر تلاطم سیال بر کنترل و تغییرات پایداری خودرو از اهمیت ویژه ای برخوردار است. معمولا در طراحی این قبیل خودروها، رفتار ماده حمل شده در حالتی که بار قابلیت تحروک دارد چندان مورد توجه قرار داده نمی شود. بخش اعظم آنالیزهای دو بخشی سیال- خودرو از نیروها و گشتاورهای سیال به صورت شبه استاتیکی یا مدل معادل مکانیکی برای سهولت در بررسی استفاده می شود. با توجه به این موضوع، بخشی از پایان نامه فوق به بررسی راه حل های ارائه شده برای مدلسازی سیال اختصاص یافته است. روند توسعه ارائه مدلهای فوق و دستاوردهای جدید آن در فصلهای ?، ? و ? ارائه شده است. در انتهای این بخش مدل جدیدی جهت بررسی رفتار سیال در مانورها دور زدن و شتاب جانبی ارائه گردیده است. از ترکیب مدل فوق با مدل ایجاد شده از یک کامیون حمل سیال در نرم افزار adams مدلی حاصل می شود که امکان اعمال مجموعه ای از آنالیزها با توجه به سیال حمل شده توسط خودرو در آن امکان پذیر است. مدل ایجاد شده از خودرو به دلیل سه محوره بودن خودرو، نوع تایر و ابعاد و مشخصات آن و نوع سیستم تعلیق و خواص مختلف آن از نکات و روشهای جدیدی استفاده کرده است. مدل فوق قابلیت فرمان دهی، مدلسازی فرایندهای ترمز و شتاب و عبور از مسیر های ناهموار را دارا می باشد که در صورت نیاز به ترکیب با سیال نیازمند مدل مناسبی از تلاطم می باشد. از آنجایی که خودروی حمل سیال شبیه سازی شده دارای المانهایی نظیر فنرهای لایه ای و میله موج گیر می باشد، جهت مدلسازی آنها از تکنیک های جدیدی استفاده شده که توضیحات آن در بخش مدلسازی آمده است. از مدل فوق برای محاسبه فرکانس ها طبیعی خودرو و سیال استفاده می شود. در فصل تحلیل دینامیکی اثر مدلسازی سیال در مقایسه با در نظر گرفتن آن به صورت صلب و همچنین اثر ارتفاع سیال یا میزان پر بودن آن در فرمان پذیری و پایداری مورد بحث قرار می گیرد. علاوه بر بررسی رفتار تانکر دایروی، رفتار تانکر استوانه ای نیز در این پایان نامه مورد بررسی قرار داده می شود. از شبیه سازیها این نتیجه گیری بدست آمده است که احتمال بروز ناپایداری و سانحه با شبیه سازی سیال محتمل تر است. در ادامه تاثیر سرعت حرکت و میزان زاویه فرمان به نوسانات بوجود آمده در سیال و احتمال بروز چپ شدگی و انحراف از مسیر در مدل بررسی گردیده است.

در این تحقیق مدل دینامیکی ماهواره مجهز به ژیروسکوپهای ممان کنترل و صفحات خورشیدی انعطاف پذیر ارائه شده است. در مدل ارائه شده تعداد، موقعیت و راستای محور گیمبالها به صورت دلخواه انتخاب شده و علاوه بر اینرسی روتورها، اینرسی گیمبالها نیز لحاظ شده است. همچنین یک مدل جدید از صفحات خورشیدی برای حرکتهای سه بعدی پیشنهاد و با مدلهای موجود مقایسه شده است. در مدل پیشنهادی هر صفحه خورشیدی به صورت صلب فرض شده و اتصال آن به بدنه ماهواره از طریق مفصل لولایی، فنر و دمپر پیچشی در نظر گرفته شده است. معادلات غیرخطی حاکم بر رفتار سیستم به روش کین استخراج و برای یک چیدمان هرمی ژیروسکوپها، به روش عددی حل شده و با نتایج حاصل از مدل ایجاد شده در محیط نرم افزار adams مقایسه و مورد تائید قرار گرفته است. به موازات، مدل تیر اویلر-برنولی صفحات خورشیدی انعطاف پذیر معرفی شده است. نهایتا مدل کاملی از ماهواره با صفحات خورشیدی که در آن صفحات به فرم المان محدود مدل شده اند نیز به عنوان مدل مرجع ارائه شده است. در این تحقیق نشان داده شده است که مدل تیر اویلر-برنولی حرکت سه بعدی ماهواره را به درستی شبیه سازی نمی کند؛ درحالی که مدل صفحات مفصل بندی شده ارائه شده در این تحقیق، نتایج دقیقی را در حرکتهای سه بعدی ماهواره فراهم می آورد. در ادامه، سیستم کنترل جهت ماهواره مجهز به ژیروسکوپهای ممان کنترل ارائه شده است. سیستم فوق به دو زیر سیستم کنترل سرعت زاویه ای گیمبال ژیروسکوپها و کنترل جهت بدنه ماهواره تفکیک شده و برای هر زیرسیستم کنترلرهای مناسبی به روشهای lqr، hinf و سنتز mu طراحی شده است. به منظور استفاده از مدلهای ارائه شده جهت طراحی کنترلرهای پیشنهادی، جملات غیر خطی در معادلات سیستم با جملات خطی شامل عدم قطعیتهای پارامتریک و جملاتی به فرم اغتشاش جایگزین شده اند. همچنین اثرات دینامیک مدل نشده مودهای با فرکانس بالاتر صفحات خورشیدی و اصطکاک سیستم ژیروسکوپها لحاظ شده است. عملکرد کنترلرهای ، hinf و سنتز mu طراحی شده برای هر یک از زیر سیستمهای کنترل سرعت زاویه ای گیمبال ژیروسکوپها و کنترل جهت بدنه ماهواره با یکدیگر مقایسه و مزیت کنترلر mu نسبت به دو کنترلر دیگر نشان داده شده است. در ادامه، عملکرد کنترلر mu بر روی مدل غیر خطی سیستم نیز مورد ارزیابی قرار گرفته و توانایی کنترلر mu برای کنترل جهت و پیروی از ورودی مبنا بر روی مدل غیرخطی به اثبات رسیده است.

هدف از طراحی سیستم های کنترل دینامیکی خودرو بهبود پایداری خودرو در مانورهای بحرانی می باشد. سیستمesp از جمله سیستم های کنترل دینامیکی خودرو است که با ترمز گیری بر روی چرخ های مختلف خودرو را در مسیر مطلوب قرار می دهد و از ناپایدار شدن خودرو در مانور های بحرانی جلو گیری می کند. رویکرد پروژه ی حاضر برای طراحی کنترلرesp ، کنترل حرکت چرخشی خودرو می باشد. به طوری که کنترلر فیدبک خروجی در ابتدا میزان گشتاور مورد نیاز برای هدایت خودرو به مسیر مطلوب را محاسبه می کند و در مرحله ی بعد کنترلر مود لغزشی ، لغزش چرخ ها را به منظور ایجاد گشتاور محاسبه شده در مرحله ی قبل تنظیم می کند. برای طراحی کنترلر گشتاور چرخشی از مدل دو درجه آزادی خطی و برای طراحی کنترلر لغزش چرخ ها ار یک مدل 8 درجه آزادی با مدل تایر فیالا استفاده شده است. به منظور صحه گذاری کنترلر های طراحی شده و اطمینان از قابلیت کارکرد آن در شرایط زمان واقعی ، کنترلر طراحی شده بر روی شبیه ساز رانندگی آساران پیاده سازی شده و شرایط خودرو در چندین مانور استاندارد در شرایط متفاوت جاده ای بررسی شده است. و ورودی راننده در شرایط فعال و غیر فعال مقایسه شده است. نتایج آزمایشات نشان می دهد کنترلر طراحی شده به میزان قابل ملاحظه ای سبب بهبود دینامیک عرضی خودرو شده و در مانور های بحرانی از ناپایداری خودرو جلوگیری میکند.

دینامیک yaw خودروها به روش ترمزگیری ، افزایش یا کاهش رانش و فرمان دهی قابل کنترل است . در این پژوهش سیستم کنترلی معرفی شده از نوع سوم می باشد . در ابتدا به سیستم های کنترلی که از روش فرمان دهی استفاده می کنند اشاره می شود ، در ادامه یکی از این نوع سیستم های کنترلی انتخاب شده است . یکی از ساختارهای ممکن برای سیستم انتخابی جهت اعمال بر خودروی سواری به کار رفته است . به علت اهمیت دینامیک فرمان در روش کنترل خودرو از طریق فرمان ، مدلی دینامیکی از سیستم فرمان فراهم شد . یک مدل دو درجه آزادی خطی ( مدل دوچرخه ) از خودرو جهت مشاهده رفتار دینامیکی مطلوب تهیه شد . سپس یک مدل دو درجه آزادی غیرخطی جهت مشاهده مقدار تاثیر خطی یا غیرخطی بودن مدل در محدوده تعریف شده معرفی شد . در ادامه یک مدل 7 درجه آزادی غیر خطی از خودرو جهت نزدیک کردن بیش تر مدل خودرو ، به خودروی واقعی ارائه شد . جهت کنترل موتور سیستم فرمان از روش کنترل pi سیستم های چند متغیره استفاده شد . برای کنترل کل مجموعه خودرو و سیستم فرمان به جهت سادگی و حجم محاسبات پایین ( در واقع قابل کاربردی بودن ) به کار رفت . در نهایت به علت عدم مقاوم بودن این روش کنترلی و عدم قطعیت هایی که در مدل سازی وجود دارد روش کنترل مود لغزشی نیز برای کنترل کل مجموعه خودرو و سیستم فرمان استفاده شد .

خستگی بدنه خودرو در اثر حرکت روی جاده از عوامل مهم تعیین کننده عمر کاری خودرو می باشد. بر این پایه، در این پایان نامه در ابتدا توضیحاتی در مورد چگونگی مدلسازی و المان بندی و سپس در مورد تحلیل های مورد نیاز در مورد بدنه خودرو ارائه شده است. در ادامه روش های مختلف شبیه سازی جاده توضیح داده شده اند و جاده ای تولید شده است. در نهایت با استفاده از این شرایط مرزی و مدل المان بندی و صحت سنجی شده، عمر قطعات بدنه و شاسی خودرو در اثر حرکت مدل کامل بدنه خودرو بر روی جاده های مختلف با استفاده از دو نوع تئوری تخمین عمر ون مایزز و مک دیارمید تخمین زده شده است. سپس، اصلاحاتی بر روی مدل صورت گرفته تا عمر خستگی و ضریب اطمینان آن افزایش یابد. تحلیل های تنشی و محاسبه تاریخچه تنش در نرم افزار msc.nastran و تخمین عمر خستگی با استفاده از نرم افزار msc.fatigue انجام گرفته است. همچنین، الگوریتمی به منظور تخمین عمر خستگی ارائه شده است و در نهایت مقایسه هایی بین تخمین عمر خستگی با استفاده از خودروی حامل بار و بدون بار و همچنین بین دو نوع جاده تولید شده متفاوت انجام گرفته است. در نهایت، تدوین الگوریتم تحلیل خودرو که به تخمین عمر خستگی خودرو منجر می گردد از مهم ترین دستاوردهای پروژه حاضر می باشد، همچنین روش هایی برای اصلاح قطعات به کار رفته در مدلسازی و ساخت خودرو ارائه شده است.

امروزه راحتی و ایمنی خودرو از جمله معیارهای رقابتی در خودروها می باشد و رقابت در این مسائل بسیار نزدیک بوده و در فروش این محصولات تاثیر عمده ای دارد. در گذشته به دلیل عدم پیشرفت مناسب سخت افزارها و نرم افزارهای مهندسی، استفاده از سیستم های تعلیق فعال متداول نشده بود. ولی امروزه با توجه به ارزانی نسبی این تجهیزات استفاده از آنها گسترده تر شده است. روش های کنترل پیشرفته، مانند کنترل تطبیقی و کنترل فازی، از جمله روش های امروزی برای کنترل این سیستم ها می باشد. در این پایان نامه، ابتدا مدل یک خودرو کامل در محیط نرم افزار adams صحه گذاری شده و سپس با استفاده از روش کنترل تطبیقی خود تنظیم و همچنین استفاده از روش کمترین مربعات بازگشتی، پارامترهای مدل خطی مشابه تخمین زده می شود و در ادامه از کنترل بهینه خطی برای کنترل استفاده می گردد و مشاهده می شود که راحتی بهتری برای این خودرو فراهم شده است. نکته ی مهمی که در این پایان نامه در نظر گرفته شده است، تاخیر عملگرها به واسطه ساختار آنها می باشد. نتایج به دست آمده از این روش کنترلی با حالت غیر کنترلی(passive) مقایسه شده و برتری آن نشان داده خواهد شد.

در دنیای امروز، اتومبیل ها نه تنها به عنوان یک وسیله نقلیه، بلکه به عنوان بخشی از زندگی مدرن محسوب می شوند. مخصوصا خودرو های سواری که امروزه بخشی از زندگی هر فرد را تشکیل می دهند، از لحاظ راحتی از اهمیت بالایی برخوردارند. بنابر این بررسی خواص nvh در طراحی خودرو های کنونی بسیار با اهمیت می باشد. در نقطه نظر مقابل، نیاز شدیدی برای طراحی خودرو هایی می باشد که از نظر مصرف سوخت مقرون به صرفه و پاک باشند. زیرا از یک طرف مشتریان تمایل به خرید خودروهایی با مصرف سوخت پایین دارند و از طرف دیگر دولت مردان خواهان کنترل آلودگی هستند. برای دستیابی به این دو هدف، اولا طراحان، موتور ها را از نظر عملکرد بهینه می کنند و از طرف دیگر سعی در کاهش وزن خودرو دارند. ولی در حالت کلی کاهش وزن برای خواص nvh مضر می باشد. به همین خاطر، شیوه های فعال کنترل ارتعاشات و نویز برای بهبود خواص nvh به کار گرفته می شوند. موتور به عنوان یکی از مهمترین عوامل ایجاد نویز و ارتعاش در خودرو ها می باشد، پس ایزولاسیون ارتعاشات موتور یکی از نکات مهم در بهبود خواص nvh اتومبیل می باشد. دسته موتور ها باید دو وظیفه متضاد را در خودروها به انجام برسانند: اولا باید نقطه اتکای محکم و سختی برای موتور باشند و از طرف دیگر باید ارتعاشات موتور را به بدنه منتقل نکنند. یکی از ابتدایی ترین روش ها برای حذف مسیر نویز از موتور به بدنه استفاده از سفتی و میرایی کم است. این در حالی است که دسته موتور ها باید جابجایی موتور ناشی از ناصافی های خشن جاده و سایر علل ارتعاش را نیز کنترل کنند. این نیازهای متضاد مربوط به یک دسته موتور خودروسازان بزرگ جهان را به یافتن روش های جدید برای طراحی دسته موتور ها تشویق می کنند. دسته موتورهای هیدرولیکی به عنوان جایگزینی مناسب برای دسته موتور های لاستیکی متداول می باشند چرا که توانایی ایجاد خواص ارتعاشی وابسته به فرکانس و دامنه تحریک را دارند. ولی این نوع دسته موتور ها به دلیل داشتن خواص از پیش تعیین شده، دارای محدودیت هایی می باشند. به همین خاطر نسل جدیدی از دسته موتور های هیدرولیکی تحت عنوان دسته موتور های هیدرولیکی فعال پا به عرصه صنعت خودرو سازی نهادند. در این تحقیق، ابتدا به بررسی یک دسته موتور غیر فعال پرداخته و مدل ریاضی آن ارایه می شود. سپس یک دسته موتور فعال معرفی شده و مدل ریاضی آن استخراج می شود. در ادامه به شبیه سازی و مقایسه این دو مدل در شرایط یکسان پرداخته و مزیت مدل فعال نسبت به مدل غیر فعال مشخص خواهد شد. به علاوه، مدل ارتعاشی شش درجه آزادی یک موتور استخراج شده و شبیه سازی می شود. در نهایت این موتور شبیه سازی شده بر روی دسته موتور های غیرفعال و فعال قرار داده می شود تا بار دیگر مزیت نوع فعال نسبت به نوع غیر فعال نشان داده شود.

در یک مانور چرخشی با شتاب عرضی بالا زاویه لغزش جانبی خودرو رشد می کند و اثر بخشی زاویه فرمان خودرو به صورت زیاد کاهش می یابد. به این منظور سیستم های کنترل پایداری حرکت گردشی که خودرو را از چرخش و بیش فرمانی جلوگیری می کنند، توسعه داده شده اند. اگر بخواهیم کنترلری با تغییرات شرایط محلی خودرو طراحی نماییم باید کنترلر درک کاملی از این شرایط داشته باشد تا بتواند ورودی کنترلی متناسب با این شرایط به سیستم واقعی ارسال نماید. سه پارامتر ضریب اصطکاک، جرم و ممان اینرسی حول محور عمودی جزء پارامتر های متغیر با زمان می باشند که در کنترل پایداری حرکت گردشی خودرو موثر می باشند. با توجه به اینکه سفتی جانبی تایر جلو و عقب در مدل خطی دوچرخ تابعی از ضریب اصطکاک و بار عمودی روی تایر می باشند در این پژوهش برای طراحی کنترلر خطی پایداری جانبی یک سیستم کنترل تطبیقی پایداری جانبی با شناسایی سفتی های جانبی تایرها با استفاده از یک تخمینگر کمترین مربعات بازگشتی و یک کنترلر بهینه طراحی گردیده است، همچنین در ادامه برای امکان شناسایی جرم خودرو به همراه سفتی های جانبی تایر از ظرفیت بی نیازی یک کنترلر منطق فازی به مدل خودرو استفاده شده است . نتایج کنترلر بهینه بدون تخمین پارامترها، نشان دهنده این نکته است که کنترلر در اصطکاک های پایین قادر به ردیابی سرعت گردشی مطلوب نمی باشد و سرعت گردشی مطلوب در این حالت نیز شرایط حد بالای سرعت گردشی مطلوب را که تابعی از ضریب اصطکاک جاده می باشد برآورده نمی سازد. نتایج کنترلر تطبیقی و کنترلر فازی با شناسایی پارامترهای موثر بر پایداری جانبی نشان دهنده مقاوم بودن کنترلر نسبت به شرایط محلی خودرو می باشد .

هنگام طراحی سیستم تعلیق در خودروهای سواری معمولی نمی توانیم معیارهای راحتی و پایداری را به تنهایی در نظر بگیریم.در این مواقع با توجه به کلاس کاری خودرو معیارهای راحتی و پایداری همراه یکدیگر و با نسبتی معین در طراحی سیستم تعلیق دخالت خواهند داشت.اصولاً در چنین مواقعی مزایای معیارهای ذکر شده را به دلیل در نظر گرفتن نسبی معیار دیگر از دست می دهیم. آنچه در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته است،طراحی کنترلری است که شتاب ناشی ازارتعاشات منتقل شده به بدن انسان را کاهش دهد و همچنین در مواقع بحرانی میزان جابجایی تایر نسبت به جاده را کمتر کند. مدل پیشنهادی برای بدن یک مدل چهار درجه آزادی و مدل پیشنهادی برای خودرو یک مدل هفت درجه آزادی است. کنترلر پیشنهادی یک کنترلر بهینه-فازی است که کنترلر بهینه برای طراحی فیدبک حالت و کنترلر فازی برای تغییر در توابع وزنی کنترلر بهینه مورد استفاده قرار گرفته است.برای تأیید مقاوم بودن کنترلر طراحی شده ،انواع ورودی های جاده واقعی با تغییر در سرعت حرکت خودرو به مدل اعمال شده است.نتایج به دست آمده نشان می دهد که این کنترلر تأثیر بسیار زیادی در کاهش شتاب منتقل شده به بدن و همچنین در مواقع بحرانی باعث کاهش جابجایی تایر نسبت به ورودی جاده شده است.

در این پژوهش ابتدا به تاریخچه و بررسی کارهای انجام شده در مورد سیستم های کنترل رانش و کنترل سرعت تطبیقی پرداخته می شود سپس به مزایای استفاده از کنترل-کننده های فازی اشاره شده و در نهایت یک سیستم کنترل رانش با استفاده از منطق فازی طوری طراحی شده که در عین اینکه همواره میزان لغزش را کنترل می کند بتواند سرعت لازمه را که از سوی سیستم کنترل سرعت تطبیقی محاسبه شده را با استفاده از فرامینی که به دریچه گاز می دهد به خودرو اعمال کند. برای این کار ابتدا یک مدل طولی خودرو طراحی می شود که از این مدل می توان سرعت خودرو، میزان لغزش در چرخ های محرک و شتاب خودرو را در لحظه بر اساس ورودی دریچه گاز استخراج کرد. سپس با استفاده از این اطلاعات به طراحی کنترل کننده هایی پرداخته می شود که عمل شتاب دهی به خودرو را با کمترین لغزش اضافی در چرخ های محرک انجام دهد . در پایان نتایج این پژوهش ارایه شده است و همچنین نتایج با یکدیگر مقایسه شده است. بنابر این برای این امر مدل خط رانش خودرو شامل مدل دینامیکی موتور، گیربکس، دیفرانسیل و مدل چرخ ها و مدل دینامیک طولی خودرو استخراج شده است. در گام بعدی سعی شده این سیستم شتاب مورد نیاز خودرو را نیز در هر لحظه بوسیله باز کردن دریچه گاز تامین کند. در مرحله بعد یک کنترلر فازی برای کنترل میزان لغزش طولی تایر طراحی شده است که میزان لغزش طولی تایر را در حد بهینه نگه دارد.

نیاز به تلفیق بهترین نرم‏افزارها در هر رشته در کنار ساخت بستری که بتواند این ارتباطات بین نرم‏افزاری را به صورت اتوماتیک انجام دهد، منجر به تولید نرم‏افزار aimas در این پایان‏نامه شد. نرم‏افزار تولید شده‏ی aimas، می‏تواند با نرم‏افزارهای catia، hypermesh، nastran و adams تعامل داشته باشد و ارتباط بین آن‏ها را بر عهده گرفته و نقل و انتقال اطلاعات بین خروجی‏هایشان را مدیریت کند. نرم‏افزار aimas تمام مراحل تغییرات در catia و مش زنی در hypermesh و تحلیل در nastran و adams را به صورت اتوماتیک و بدون دخالت کاربر انجام می‏دهد، به طوری‏که باز و بسته کردن هر کدام از این نرم‏افزارها، اجرای دستورات، ذخیره‏سازی اطلاعات و ارتباط خروجی نرم‏افزارها به یکدیگر را مدیریت می‏کند. بنابراین می‏توان هر تعداد تکرار را در آن برنامه‏ریزی کرد. روش کار به این صورت است که پس از دادن ورودی‏ها و تعیین پارامترهای متغیر مورد نظر نرم‏افزار مزبور هر بار نقشه قطعه مورد نظر را وارد catia کرده و پس از اعمال تغییرات طراحی، مدل هندسی را ذخیره کرده و سپس آن را به منظور مش زدن وارد نرم‏افزار hypermesh می‏کند. پس از مش زنی و اعمال بارها (که ازتحلیل انجام شده در نرم‏افزار adams بدست آمده) و تعریف قیود، مدل را جهت تحلیل مقاومتی وارد نرم‏افزار nastran می‏کند و این فرآیند را تا پایان تعداد مراحل تعیین شده با توجه به تغییر پارامترها، به طور اتوماتیک انجام می‏دهد. در پایان کاربر قادر خواهد بود نتایج هر یک از مراحل را با توجه به اینکه مرحله postprocessing هم در این نرم‏افزار به صورت اتوماتیک انجام می‏شود، مشاهده نماید. به علت اینکه نرم‏افزار قادر است با نرم‏افزار matlab ارتباط برقرار کند، می‏تواند بسیاری از عملیات ریاضی و کنترلی را پشتیبانی نماید به طوری‏که در نسخه کنونی نرم‏افزار aimas کاربر قادر است نه تنها عملیات بهینه‏سازی را با انواع مختلف الگوریتم‏های ژنتیک و جستجو بهینه انجام دهد، بلکه قادر است در جهت هوشمندسازی سیستم مورد بررسی با الگوریتم‏های شبکه‏های عصبی نیز که در نرم‏افزار matlab پیاده‏سازی شده است، گام بردارد که چنین رویکردی هنوز در هیچ یک از نرم‏افزارهای تجاری دیده نشده‏است.

هدف از نگارش این پایان نامه ارائه مدلی از راننده بر اساس رفتار انسانی جهت تشخیص خواب آلودگی است. پارامترهای این مدل با اندازه گیری خروجی های عملکردی خودرو توسط آزمایشات طراحی شده بر روی شبیه ساز رانندگی برای راننده های مختلف در شرایط هوشیار و خواب آلوده اندازه گیری شدند و ارتباط مقادیر آن پارامترها با خواب آلودگی افراد مقایسه گردید. نتایج تحلیل ها نشان دادند ثابت زمانی تأخیر پردازش راننده، ثابت زمانی تأخیر جبران سازی و نرخ جبران سازی راننده ها، با خواب آلودگی و هوشیاری آن ها ارتباط مستقیم داشته و می توان از آن ها به عنوان یک معیار تشخیص خواب آلودگی استفاده نمود. صحت نتایج فوق توسط معیار خواب آلودگی کرولینسکا مورد بررسی قرار گرفت. تفاوت عمده روش اتخاذ شده در این پایان نامه، تشخیص و تحلیل رفتار راننده بر اساس مدل انسانی به جای بررسی مستقیم پارامترهای اندازه گیری شده از عملکرد خروجی خودرو است. از دیگر نقاط قوت این پایان نامه ارائه مدل فرمان دهی راننده بر اساس تعامل گشتاوری به جای مدل تعامل زاویه ای است که با رفتار واقعی انسان مطابقت دارد. نتایج حاصله نشان دادند که استفاده از پارامترهای قابل شناسایی یک مدل انسانی از راننده، نتایج قابل قبول تری از بررسی شاخصه های عملکردی حاصل از پارامترهای خام اندازه گیری شده دارد. علاوه بر آن استفاده از یک مدل تعامل گشتاوری در شبیه سازی رفتار راننده ضروری به نظر می رسد. معیار کرولینسکا با وجود استفاده مکرر توسط محققین مختلف دارای ضعف هایی در شناسایی میزان خواب-آلودگی افراد می باشد که در این پژوهش برای رفع برخی از این ضعف ها، ارزیابی ویدئویی چهره توسط ناظرین بیرونی نیز لحاظ گردید.

در سال های اخیر پیشرفت های عمده ای در زمینه بهبود ویژگی های فرمان پذیری خودرو حاصل شده است. تمامی این تکنیک ها هدف مشترکی دارند: افزایش ایمنی و بهبود عمل کرد خودرو با صرف نیروی کمتری توسط راننده. این پروژه به حوزه ای در این زمینه می پردازد که نوپاتر از سایر حوزه های این زمینه است. با به وجود آوردن امکان تغییر هندسه تعلیق به وسیله محرک هایی که اتصالات را جابه جا می کنند یا طول بندها را تغییر می دهند، می توان ویژگی های مختلف دینامیکی خودرو را تغییر داد. در این پروژه، با به وجود آوردن امکان چنین تغییری در هندسه سعی می کنیم عمل کرد خودرو را بهتر کنیم. برای انجام پروژه از نرم افزار adams/car استفاده شده است تا مدلی از خودرو ساخته شود و سپس امکان تغییر فعال زاویه فرمان چرخ و تغییر طول بازوی شناور مکانیزم تعلیق ایجاد شده است. مدل نرم افزاری این سیستم مکانیکی در محیط simulink مورد استفاده قرار می گیرد تا برای بهتر کردن عمل کرد خودرو در تست های مختلف و افزایش پایداری آن، کنترلری طراحی شود که با استفاده از منطق فازی محرک های فعال کننده هندسه را کنترل کند. در پایان، با ارائه نتایج تست های مختلف روی خودرو با و بدون کنترلر، عمل کرد سیستم کنترلی نمایانده شده و نتایج مورد بررسی قرار گرفته است.

امروزه بسیاری از شرکت ها و تولیدکنندگان خودرو، جهت تولید خودروهای ایمن تر با آسایش بیشتر، اقدام به اضافه نمودن سیستم های هوشمند به خودرو نموده اند تا خطای انسانی و وظیفه انسانی را در رانندگی کاهش دهند که به این گونه از سیستم ها، سیستم های کمک راننده می گویند. یکی از عواملی که طبق آمار تقریبا مسئول حداقل 20% تلفات جانی در رانندگی است، رانندگی در شرایط خواب آلوده است که روش های متفاوتی برای تشخیص آن ارائه شده است تا سیستم های هوشمند در این شرایط جایگزین راننده شوند. در این پژوهش سعی شده است تا یک سیستم هوشمند ارائه شود که با دریافت قطعیت خواب آلودگی راننده، اقدام به هدایت خودرو نموده و نهایتا با اجتناب از برخورد با خودروهای دیگر آن را در حاشیه جاده متوقف نماید. تمرکز این پژوهش تنها بر الگوریتم سیستم هدایت بوده و به مسائل مکاترونیکی نپرداخته است اما از اجرایی بودن الگوریتم اطمینان حاصل شده است. سیستم طراحی شده در این پژوهش دارای سه زیر سیستم شامل: شناخت، تصمیم گیری و کنترل است. در زیر سیستم شناخت سیگنال های توصیف کننده محیط مانند ترس از برخورد، انحراف از مسیر و ... محاسبه می شوند. در زیر سیستم تصمیم گیری با استفاده از تصمیم گیری تقریبی به روش فازی سوگینو، تعیین می شود که هریک از مانورهای اجتناب از برخورد و تغییرلاین تا چه حدی اجرا شوند و درنتیجه هدف کنترلی را به صورت نسبی بین اجتناب از برخورد و تغییرلاین محاسبه می کند. در زیر سیستم کنترل خروجی های نهایی شامل: گاز-ترمز، فرمان و دنده به خودرو با کنترل-هایتناسبی بر اساس صفر نمودن هدف کنترلی به خودرو اعمال می شود. این سیستم هوشمند درنهایت در یک سناریو کامل شامل تمامی اتفاقات ممکنه نظیر: عبور از پیچ های تند، برخورد با موانع متعدد در شرایط پیچیده، برخورد با حاشیه جاده، شرایط نامساعد برای توقف و شرایط نامساعد برایتغییر لاین مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج حاصله حاکی از کارآیی بالای سیستم هوشمند در تصمیم گیری پیچیده و شرایط سخت است که حتی انسان هوشیار نیز توانایی انجام آن را براحتی ندارد. لذا این سیستم قابلیت آن را دارد که در شرایط خواب آلودگی شدید راننده، پس از سیستم های هشدار مورد استفاده قرار گیرد.

درکنترل دینامیک سمتی خودروهای سواری ،زاویه لغزش جانبی به عنوان مهمترین کمیت حرکتی شناخته شده است.به طوری که در مراجع اصلی مربوطه،مقادیر حدی ده درجه و سه درجه به ترتیب برای جاده خشک و لغزنده تعریف گردیده اند.همچنین محققان برجسته خودرویی با استفاده از روش صفحه فاز یک باند پایدار حرکتی را بر حسب این کمیت و مشتق زمانی آن تعیین نموده اند. این در حالی است که در خودروی مفصلی تا کنون در مرجعی اهمیت تنظیم و یا محدود نمودن زاویه لغزش جانبی مورد بررسی قرار نگرفته است.حال آن که دینامیک خودروهای مفصلی پیچیده تر بوده و رفتار دینامیکی مناسب آن ها از اهمیت بیشتری برخوردار می باشد.از این رو در این پژوهش بر مبنای یک مدل صفحه ای از خودروی مفصلی و با اتخاذ یک روش مناسب اهمیت این کمیت مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در این پایان نامه پس از آشنایی با پژوهش های پیشین ، مقدمات خودروی مفصلی ، پیشینه صنعتی و آشنایی با برخی از مفاهیم به تشریح مدل خودروی مفصلی می پردازیم. سپس وارد مبحث تحلیل پایداری می شویم. در این بخش با ثابت در نظر گرفتن سرعت طولی خودرو به عنوان شرط بحرانی، به رسم صفحه فاز کشنده با دو متغیر زاویه لغزش جانبی و سرعت چرخشی خودروی مفصلی پرداخته و نواحی پایدار و ناپایدار را از یکدیگر تفکیک می نماییم. در ابتدا با صفردر نظر گرفتن سرعت چرخشی تریلر و زاویه مفصل این کار را در ابتدا برای برای سرعت های 50، 60، 70 ، 80، 90 و 100 و ضریب اصطکاک های3 .، 6 .و .9 ، برای زوایای فرمان گوناگون تا رسیدن به مرز ناپایداری انجام می دهیم.در ضمن به صحه گذاری این روش با روش آقای شیباهاتا و همکاران می پردازیم. در مرحله بعد با در نظر گرفتن سرعت چرخشی تریلر به عنوان شرط اولیه به بررسی پایداری خودروی مفصلی پرداخته و نقاط ناپایدار را در جداولی جداگانه نمایش می دهیم. در بخش بعد تخمین گر فازی سوگینو بر اساس اطلاعات بدست آمده در بالا را طراحی نموده تا با وارد نمودن سرعت ها ، ضرایب اصطکاک گوناگون و زوایای فرمان مختلف، ناحیه پایدار حرکتی را در نمودار صفحه فاز نمایش دهد. در مرحله بعد با در نظر گرفتن جداول که متاثر از سرعت چرخشی تریلر به عنوان شرط اولیه می باشد، تخمین گر فازی اصلاح کننده دوم بر اساس منطق سوگینو طراحی می گردد، تا ناحیه پایداری را به صورت دقیق تر مشخص نماید. در نهایت با طراحی دو سیستم کنترلی جهت کنترل زاویه مفصل و زاویه لغزش جانبی کاربرد صفحه فاز در بررسی پایداری را پررنگ تر جلوه می دهیم.

یک کنترلر انطباقی جهت بهبود مانورپذیری و پایداری خودرو طراحی شده است. این کنترلر قادر است به ازای هر جرم کارکرد یا ضریب اصطکاک مسیر، عملکرد خود را بهبود ببخشد. کنترلر شامل دو بخش مانورپذیری و پایداری می باشد که به روش کنترلر بهینه lqr بر اساس کنترلر مستقیم یاو (dyc) طراحی شده اند. بر اساس جرم خودرو و ضریب اصطکاک مسیر بهترین ضرایب کنترلی پیش بینی و گشتاور گردشی مناسب جهت هدایت خودرو، تعیین می شود. صفحه فاز برای چهار حالت خاص حداقل جرم- مسیر خشک، حداکثر جرم- مسیر خشک، حداقل جرم- مسیر خیس و حداکثر جرم- مسیر خیس ترسیم و در هر حالت ناحیه پایداری به صورت ضریبی از حالت حداقل جرم- مسیر خشک تعیین می شود. به کمک تخمین گر سوگینو ناحیه پایداری به تمامی حالت های ممکن جرم و ضریب اصطکاک مسیر گسترش داده می شود. هنگامی که خودرو درون ناحیه پایداری باشد، فقط کنترلر مانورپذیری عمل می کند. با نزدیک شدن خودرو به مرزهای پایداری در صفحه فاز، به آرامی از عملکرد کنترلر مانورپذیری کم می شود و کنترلر پایداری به مرور شروع به عمل می کند. با عبور خودرو از مرز پایداری دیگر کنترلر مانورپذیری هیچ گونه عملکردی نخواهد داشت و فقط کنترلر پایداری به کنترل خودرو می پردازد.

هدف از این تحقیق تخمین پروفیل جاده می باشد. این تخمین بسته به کاربرد مورد نظر تعاریف متفاوتی خواهد یافت. ما به تخمین پروفیل جاده بر اساس چگالی طیفی پروفیل و جابجایی عمودی پروفیل به دو روش مختلف خواهیم پرداخت. برای تخمین پروفیل بر اساس چگالی طیفی از روش معکوس تابع تبدیل و تحلیل اتفاقی استفاده خواهیم کرد. برای تخمین جابجایی عمودی پروفیل نیز از روش شبکه های عصبی بهره می جوییم. روش معکوس تابع تبدیل نسبت به روش شبکه های عصبی روش ساده تری بوده و با چگالی طیفی ورودی و خروجی در ارتباط است. این روش در حوزه فرکانس عمل کرده که از جهت بررسی فرکانسی پروفیل مناسب می باشد. با استفاده از روش شبکه های عصبی می توان جابجایی عمودی واقعی پروفیل جاده تحت اندازه گیری را بدست آورد. همچنی از آنجا که با استفاده از روش شبکه های عصبی پروفیل جاده عینا بدست می آید، با یک سری عملیات ساده ریاضی بر روی جابجایی عمودی پروفیل جاده می توان نتایجی که از روش معکوس تابع تبدیل در حوزه فرکانس بدست می آید را به آسانی استخراج کرد.

دراین پایان نامه هدف بهینه سازی سیستم دینامیک خودرو با در نظر گرفتن انعطاف پذیری سیستم تعلیق تیر پیچشی می باشد. سیستم دینامیکی مورد بررسی، مدل چهار چرخ سه درجه آزادی فرمان پذیری خودرو در نظر گرفته شده است. بدین منظور ابتدا برای در نظر گرفتن انعطاف پذیری اجزای سیستم تعلیق تیر پیچشی، سیستم تعلیق در نرم افزار انسیس به روش اجزای محدود مدلسازی شده است. در فصل اول در مورد خودروهای چرخ جلو محرک و سیستم های تعلیق استفاده شده در محورهای عقب و جلوی آن ها و مزایا و معایب این سیستم های تعلیق توضیح داده می شود. سپس در مورد تعاریف زوایای کمبر و سرجمعی چرخ توضیحاتی آورده شده است. در انتهای فصل نیز به فرمان ناشی از وجود الاستیسیته د راجزای سیستم تعلیق تیر پیچشی و روشهای پیشنهاد شده برای کنترل آن پرداخته شده است. در فصل دوم، در رابطه با الاستوسنیماتیک سیستم های تعلیق و تغییرات زوایای چرخ در اثر غلت بدنه خودرو و نیروی جانبی زیر تایرها صحبت شده و پس از آن به مدل سازی و تحلیل اجزای محدود سیستم تعلیق تیر پیچشی با بارگذاری های مختلف برای یافتن ضرایب کمبر و فرمان ناشی از غلت بدن خودرو و ضرایب کمبر و فرمان ناشی از نیروی جانبی زیر تایرها و سختی پیچشی تیر پیچشی برای استفاده در مدل فرمان پذیری خودرو پرداخته شده است. در فصل سوم، به مدلسازی دینامیک خودرو پرداخته شده است، بدین منظور ابتدا مدلهای مختلف تایر بررسی شده و سپس مدلهای مختلف فرمان پذیری خودرو ارائه شده اند. در فصل چهارم، نتایج حاصل از تحلیل مدل اجزای محدود سیستم تعلیق تیر پیچشی آورده شده و سپس تابع هزینه ای نیز برای بهینه سازی تعریف شده است. پس از آن برای دو مانور دینامیکی متفاوت در دو بار مختلف بی بار و بار کامل خودرو، نتایج مدل فرمان پذیری و مقادیر بدست آمده برای تابع هزینه، برای حالات مختلف تیر پیچشی ارائه شده است. در انتها نیز با توجه به نتایج، شکل تیر پیچشی مناسب که در آن خودرو دارای خصوصیات فرمان پذیری بهینه می باشد انتخاب شده است.

در این پایان نامه در ابتدا دلایل شکل گیری آلاینده ها در شرایط cold start و warm up و راهکارهای کاهش آنها ارائه می شود. در ادامه، بهینه سازی فرایند شکل گیری مخلوط هوا و سوخت از طریق کنترل دقیق نسبت هوا به سوخت بعنوان یکی از بهترین راهکارهای عملی کاهش آلاینده ها در شرایط cold start و warm up با جزئیات کامل مورد بررسی قرار می گیرد. مدل بدست آمده (برای موتور پیکان انژکتور)، شبیه سازی می شود و نتایج آن با تست موتور بر روی دینامومتر مقایسه می گردد. در نهایت نحوه بکارگیری پارامترهای مدل در مدار رایانه موتور به صورت مختصر تشریح می گردد.

ایده پایه در سیستمهای کنترلی مربوط به دینامیک سمتی خودرو این است که با نزدیک کردن رفتار خودرو به رفتار خطی آن، که برای راننده آشنا می باشد، فرمانپذیری خودرو بهبود یابد و همچنین با حفظ متغیّرهای مربوط به دینامیک سمتی خودرو در یک ناحیه مناسب، پایداری خودرو در مانورهای شدید، تضمین گردد. سیستمهای مختلفی نظیر سیستمهای فرمان فعّال و ترمز فعّال جهت انجام این مهم بکار گرفته شده اند. در عین حال، جهت دستیابی به یک عملکرد مناسب، سیستمهای کنترل دینامیک خودرو می توانند به صورت یکپارچه توسعه یابند. سیستم کنترل یکپارچه می تواند به نحوی طراحی گردد که میان اهداف کنترلی مصالحه ای برقرار سازد و یا با توجه به شرایط حرکتی خودرو، به طریقی از نیروهای طولی و عرضی تایر استفاده کند که تداخل عملکرد آنها حداقل گردد. در این رساله، بر مبنای مطالعه استانداردهای عملکردی خودرو، مدهای خطرناک حرکتی و تحلیل دینامیکی این خودرو، متغیّرهای کنترلی انتخاب شده و مقادیر مطلوب آنها تعیین می گردد. بر مبنای این مطالعه و بررسی، زاویه مفصل مابین کشنده و نیمه تریلر، در صورت تعقیب یک مقدار مطلوب مناسب، می تواند به عنوان کلیدی ترین متغیّر حرکتی، سهم عمده ای در بهبود مانورپذیری و همچنین حرکت پایدار تریلر ایفا نماید. در این رساله برای اوّلین بار، بر مبنای یک تحلیل هندسی- سینماتیکی، مقدار مطلوب زاویه مفصل به نحوی تعیین می گردد که تعقیب آن، منجر به حذف خروج از مسیر نیمه تریلر نسبت به کشنده در انواع مانورها خواهد شد. همچنین در این رساله بر مبنای روش کنترل مدلغزشی، یک سیستم کنترل یکپارچه ترمز و فرمان، برای اوّلین بار در خودروهای مفصلی،ارائه می گردد. سیستم کنترل یکپارچه در این تحقیق به نحوی طراحی می شود که زیرسیستم ترمز، تنها در شرایط حدّی به کمک زیرسیستم فرمان آید و در مانورهای غیرحدّی، تنظیم حرکت خودرو، تنها به زیر سیستم فرمان سپرده شود. در شبیه سازیهای انجام شده با مدل غیرخطی 16 درجه آزادی خودرو، افزایش ظرفیت دینامیکی خودروی مفصلی برای انجام مانورهای بسیار مشکل، با استفاده از سیستم کنترل یکپارچه پیشنهادی، مورد بررسی قرار می گیرد

هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر استفاده از قاب کمکی شاسی در سیستم شاسی یک خودوری سواری به منظور کاهش ارتعاشات می باشد. در ابتدا یک مدل از قاب کمکی شاسی در نرم افزار catia طراحی شده و به نرم افزار adams فرستاده شده است. با اضافه کردن این مدل به سیستم تعلیق جلوی یک خودروی سواری، این سیستم کامل تر می شود. در ادامه با اضافه کردن سایر زیرسیستم های خودروشامل سیستم تعلیق عقب، تایر، فرمان و انتقال قدرت، مدل کامل خودرو در نرم افزار adams تولید شده است. برای صحه گذاری این مدل به مقایسه نتایج آن و نتایج حاصل از داده های آزمایشگاهی پرداخته شده است. نتایج صحت مدل سازی در نرم افزار adams را نشان می دهد. سپس با دادن ورودی های متنوع جاده به خودروو نیز ورودی موتور رفتار ارتعاشی خودرو و سرنشین ها برای خودروی با قاب کمکی شاسی و بدون قاب کمکی شاسی بررسی شده است. کاهش ارتعاشات وارد بر قسمت های مختلف خودرو در حالت استفاده از قاب کمکی در نمودارهای به دست آمده مشاهده شده است. در ادامه به تحلیل حساسیت پارامترهای بوش های قاب کمکی شاسی پرداخته و با روش doe اثر هر یک از پارامترها مشخص گردیده است. سپس پارامترهای مهم این بوش ها بهینه سازی شده و در پایان پاسخ های ارتعاشی خودرو در حالت بدون قاب کمکی شاسی با حالتی که بوش های قاب کمکی شاسی بهینه شده اند برای یک ورودی دلخواه جاده مقایسه شده است.

هدف از اجرای این پژوهش، طراحی سامانه پارک خودکار خودرو های مفصلی است، در مواقعی که خودرو برای بارگیری در پارکینگ های مخصوص، مطابق سناریویی که برای آن تعریف شده، در دو فاز حرکتی، ابتدا رو به جلو، برای قرار گرفتن خودرو در محلی مناسب و سپس با حرکت رو به عقب برای قرار دادن انتهای تریلر در محلی مناسب اقدام به بارگیری می نماید. این سامانه قادر است مانور را هوشمند انجام دهد. ارائه روش مدلسازی نوین در استخراج سینماتیک حرکت خودرو با n تریلر و استخراج زاویه فرمانی که انتهای لینک nاُم، مقید به عبور از مسیر مطلوب در صفحه باشد و نهایتا طراحی و ساخت خودروی مفصلی آزمایشگاهی با ابعاد مقیاس خودروی واقعی و اجرا و پیاده-سازی سامانه هوشمند پارک خودکار در این مدل آزمایشگاهی، کاری است که در ادامه پژوهش به آن پرداخته می شود. در پژوهش پیش رو به دلیل ماهیت غیر خطی سینماتیک حرکت خودروی مفصلی و از طرفی دیگر کاربردهای بسیار موفق منطق فازی و شبکه های عصبی مصنوعی در زمینه هدایت خودرو، الگوریتم استنتاج فازی عصبی تطبیقی برای حل این مساله پیشنهاد شده است. نتایج شبیه سازی ها مبتنی بر معادلات سینماتیک حرکت خودروی مفصلی نشانگر رفتار بسیار مناسب خودرو در مانور پارک در هر دو بخش تئوری و پیاده سازی در مدل آزمایشگاهی است.

امروزه سیستم انتقال قدرتی که در حال ترویج بین خودروهای سواری است، ترکیبی از دو سیستم انتقال قدرت دستی و اتوماتیک است و از مزایا و ویژگی های توامأ آنها بهره می برد. این تکنولوژی بنام سیستم انتقال قدرت دوکلاچه معرفی و عرضه شده است. تمرکز طراحی و نصب سیستم دوکلاچه بیشتر بر روی خودروهای جاده ای کوچک می باشد. در این نوع انتقال قدرت بیشتر تغییرات معطوف به اجزای داخلی جعبه دنده است. و تفاوت های اساسی هنگام بررسی های فنی و دقیق، همراه با نمودارها و اندازه گیری های آماری و علمی و آزمایشگاهی مشهود می گردد. یک گیربگس دوکلاچه همانند گیربگس های تک صفحه ای رایج است، با این تفاوت که دنده های متحرک، روی دو شفت خروجی مجزا قرار دارند که هر یک کلاچ مستقلی دارند. و فاقد پدال کلاچ است! در حقیقت کنترلرهای الکترونیکی با سنسورها و عملگرهای خود، عمل کنترل کلاچ را انجام می دهند. این یک سیستم مکاترونیکی بوده و قصد ما در اینجا بدست آوردن نحوه کنترل و بهینه نمودن کنترل عملگر مربوطه است. تلاش این پروژه با مدلسازی دینامیک خودرو در طول تعویض دنده و ایجاد مدل نرم افزاری مناسب برای تحلیل آغاز شده و با بهینه سازی کنترل تعویض دنده و یافتن پروفایل بهینه کنترل فشار کلاچ و کاهش زمان تعویض دنده و بهینه نمودن آن در دست یابی به راندمان بالاتر خودرو تکمیل می گردد. روش بهینه سازی بکار گرفته شده برای تابع کلاچ، ژنتیک الگوریتم می باشد. بنابراین با ساختن تابع بهینه زمان و فشار کلاچ سعی در مقایسه و تاکید بر مزایای این سیستم دارد. در نهایت، مدل سیستم دوکلاچه را بر روی مدل خودرو مورد تحلیل قرار داده و مزایای راحتی سواری و کاهش مصرف سوخت و سایر موارد بررسی می شود.

در این پایان¬نامه ابتدا به بیان مسئله و نیاز به آموزش تعقیب و گریز به نیروهای انتظامی و مأموران پلیس پرداخته شده است و قابلیت¬های شبیه¬ساز رانندگی در امر آموزش و مزایای آن نسبت به آموزش¬های عملی و هدف از پرداختن به این موضوع عنوان گردیده است. در ادامه تاریخچه مانور روش متوقف¬سازی دقیق و شیوه انجام این مانور به طور کامل شرح داده شده است. چندین مدل برخورد موجود مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور دستیابی به حرکت دقیق خودروها در هنگام مانور، با استفاده از مدل دقیق خودرو، مدل تشخیص برخورد و مدل رفتار راننده، شبیه¬سازی در محیط سیمولینک انجام گرفت و مدل های برخورد مختلف پیاده¬سازی و بررسی شده¬اند. سپس نتایج حاصل از شبیه¬سازی در محیط سیمولینک و پیاده¬سازی مانور در شبیه¬ساز رانندگی ارائه شده و مورد بررسی قرار گرفته¬اند.

در کنترل دینامیک سمتی خودروی مفصلی، سرعت چرخشی واحد کشنده به عنوان یک متغیر مهم مطرح می¬باشد. با توجه به توسعه سیستم¬های کنترل پایداری در خودروهای سنگین و همچنین اهمیت تنظیم دینامیک جانبی این خودرو، در این پژوهش بر مبنای یک مدل صفحه¬ای از خودروی مفصلی و با اتخاذ یک رویکرد مناسب، مدلی مطلوب از سرعت چرخشی واحد کشنده که به مدل مرجع معروف است بدست می¬آید، که البته با توجه به ضریب اصطکاک جاده و شتاب جانبی خودرو قیودی روی این مدل مطلوب قرار می¬گیرند. این مدل مرجع به منظور افزایش فرمان¬پذیری خودرو در شتاب¬های جانبی کم و متوسط طراحی می¬شود و تضمین کننده پایداری کامل خودروی مفصلی نیست. اما از آنجا که در طراحی سیستم¬های کنترل پایداری خودرو، صرفنظر از میزان شتاب جانبی، همواره کنترل¬¬کننده نیازمند مقداری مطلوب برای سرعت چرخشی است، بنابراین دستیابی به یک مدل مطلوب الزامی است. این در حالی می¬باشد که در خودروی مفصلی تا کنون مدل مرجعی برای سرعت چرخشی واحد کشنده معرفی نشده است. همچنین با استفاده الگوریتم ژنتیک، این مدل مرجع بهینه شده و در شبیه¬سازی¬های مختلف تاثیر ردیابی این کمیت در بهبود دینامیک سمتی خودروی مفصلی نشان داده می¬شود.

برای از بین بردن مشکل ازدحام ترافیکی، زمین کافی برای ساخت جاده های بیشتر موجود نمی باشد. از اینرو اگر خودروها بتوانند نزدیک تر به یکدیگر حرکت کنند، خودروهای بیشتری در جاده های موجود جا داده می شوند که این موضوع، مفهوم دسته در سیستم بزرگراه های خودکار می باشد. در این راستا سیستم کروز کنترل تطبیقی، اولین پیاده سازی تجاری و همچنین گام منطقی در یک مسیر تدریجی منجر به سیستم بزرگراه خودکار است. مسئله تعقیب خودرو در بزرگراه ها را می توان به سه قسمت جریان ترافیکی آزاد، جریان ترافیکی نسبتأ فشرده و جریان ترافیکی فشرده تقسیم بندی نمود. هدف از این پژوهش بررسی کروز کنترل تطبیقی در جریان ترافیکی نسبتأ فشرده با اطمینان از فاصله بین خودروئی ایمن می باشد. برای مدل سازی یک دسته از خودروها ابتدا باید مدل خودرو مشخص شود. تأخیرهای زمانی و وقفه های پارازیتی از خصوصیات طبیعی و اجتناب ناپذیر عملگرها و سنسورها در سیستم های مکانیکی و کنترلی می باشند. بدون در نظر گرفتن آنها مدل طولی خودرو در سطح بالا به صورت یک جرم متمرکز در نظر گرفته می شود و در این حالت تنها مسائلی همچون حاشیه پایداری و عملکرد سیستم مطرح می شوند. از اینرو در کار حاضر تأخیرهای زمانی و وقفه های پارازیتی در مدل طولی خودرو در نظر گرفته شده و اثر این عوامل بر روی پایداری و عملکرد سیستم ،پایداری رشته ای، به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که خودروها در هر دسته به صورت الکترونیکی به هم لینک شده اند، تأخیر موجود در ارتباط اطلاعات در نظر گرفته شده و اثر منفی این مسئله بر روی پایداری و پایداری رشته ای سیستم بررسی شده است. فرض هائی که در مورد ساختار ارتباطی و استراتژی فاصله بین خودروئی در نظر گرفته شده، عبارتند از ساختار یک سویه و دو سویه و استراتژی فاصله ثابت و زمان پیشرفت ثابت می باشند. از آنجا که در ساختار دو سویه اهمیت اطلاعات بین خودروئی در سمت جلو بیشتر از عقب می باشد، غیر یکنواختی در قانون کنترل در نظر گرفته شده است. نشان داده شده است که ساختار دو سویه دارای عملکرد بهتری نسبت به ساختار یک سویه می باشد. با این وجود پایداری سیستم سخت تر حاصل می شود و سیستم نسبت به تغییرات حساس تر است. در نظر گرفتن این عوامل به طور همزمان باعث ارائه یک ساختار یک سویه و دو سویه نو گشته است. با توجه به سادگی در اجرا و کاربردی بودن کنترلر های مشتقی-تناسبی، از چنین ساختاری برای کنترل طولی خودرو استفاده و شرایط پایداری و عملکرد سیستم به صورت مرزهائی بر روی بهره های کنترلر بیان شده است. از اینرو در این پژوهش به ارائه راه حل های عملی برای ارزیابی سیستم های کروز کنترل تطبیقی پرداخته و با استفاده از کنترلر مشتقی-تناسبی یک پیشنهاد معقول و منطقی برای طراحی کروز کنترل تطبیقی ارائه شده است. از آنجا که مسائل مطرح شده به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته اند، با انجام شبیه سازی صحت مرزهای بدست آمده برای پارامترهای کنترلی، مورد تایید قرار گرفته اند.

در این پژوهش سعی شده است تا با استفاده از روش تحلیل سیگنالهای ارتعاشی، وجود خرابی در یک سیستم تشخیص داده شود. روشهای متعددی در این زمینه وجود دارد مثل تحلیل در حوزه فرکانس و یافتن محتوای فرکانسی سیگنال موردنظر، تحلیل در حوزه زمان و استفاده از روشهای آماری و بالاخره تحلیل در حوزه زمان-فرکانس که اخیرا مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. تمامی این روشها، جزو روشهای غیر مخرب محسوب میشوند که در مقایسه با روشهای مخرب از نظر اقتصادی توجیه بیشتری دارند. در پژوهش حاضر از روش تحلیل در حوزه زمان-فرکانس استفاده شده است. با توجه به ماهیت پیچیده سیگنالهای خروجی از سیستمهای واقعی و احتمال وجود نویز در آنها، نیاز به روشی برای تحلیل ویژگیهای این سیگنالها است. در دهه های اخیر شبکه های عصبی به عنوان یک روش هوشمند در بسیاری از حوزه ها به کار گرفته شده اند. علت این امر، توانایی آنها در تشخیص الگوهای غیرخطی، طبقه¬بندی و قابلیت یادگیری مسایل پیچیده است. برای شروع تحلیل، ابتدا از یک مکانیزم ساده چهار میله¬ای به عنوان معیار درست عمل کردن روش پیشنهادی، برای استخراج سیگنال ارتعاشی مورد نیاز استفاده شده است. سیگنالهای شتاب مورد نظر با استفاده از چند سنسور ضبط شده، سپس با استفاده از روش تبدیل موجک پیش پردازش شده و در نهایت به عنوان ورودی برای آموزش و تست شبکه عصبی به کار گرفته شده است. در نهایت این روش برای تشخیص عیب در یک سیستم تعلیق واقعی تعمیم داده شده است. به این ترتیب با استفاده از روشی نه چندان گران قیمت و بسیار ایمن برای سازه مورد نظر، قادر شدیم تا مکان خرابی را در عضوی از سیستم تعلیق یک خودروی سواری واقعی تشخیص دهیم.

امروزه با وجود ایجاد زیرساخت¬های فراوان و تدوین قوانین ترافیکی، تراکم ترافیک کماکان به عنوان یکی از موضوعات پر اهمیت مطرح می¬باشد. برای حل این مسئله و افزایش ظرفیت ترافیکی به دلیل نبود فضای کافی جهت ساخت جاده¬ها و بزرگراه¬های بیشتر، نیاز به راهکار مناسب و کارآمد دیگری می¬باشد. اگر خودروها بتوانند نزدیکتر به یکدیگر بدون خطر حرکت کنند، می¬توان خودروهای بیشتری در جاده-های موجود جا داد، که مفهوم دسته در بزرگراه¬های هوشمند می¬باشد. برای رسیدن به این هدف نیاز به بهره¬گیری از روش¬های کنترل هوشمند در زیرساخت¬ها و خودروهاست. مزیت دیگر سیستم¬های کنترل هوشمند، افزایش ایمنی رانندگی با کاستن از وظایف راننده می¬باشد. یکی از روش¬های کنترل هوشمند در خودروها، کنترل فاصله و سرعت خودروهاست. در این پژوهش با قرار دادن خودروهای مجهز به سیستم کنترل فاصله و سرعت در دسته¬ای که در آن خودروها با فاصله¬ی کمی از یکدیگر حرکت می¬کنند، سعی شده است ظرفیت ترافیکی به میزان قابل توجهی افزایش یابد. برای مدل¬سازی یک دسته خودرو، ابتدا نیاز است مدل خودرو مشخص شود. مدل در نظرگرفته شده برای هر خودرو، یک مدل غیرخطی و پیچیده از حرکت یک بعدی خودرو می¬باشد. روشی که در این پژوهش برای کنترل رفتار خودروها در دسته مورد استفاده قرار گرفته است، کنترل با بهره¬گیری از منطق فازی می¬باشد. دو نوع کنترلر فازی طراحی شده است که در نوع اول با داشتن دو ورودی که خطای فاصله و اختلاف سرعت می¬باشند، مقدار مطلوب برای زاویه دریچه گاز و فشار ترمزها محاسبه شده است. در نوع دوم کنترلر فازی، علاوه بر دو ورودی قبل، شتاب خودروی راهنما نیز برای بدست آوردن مقدار مطلوب زاویه دریچه گاز و فشار ترمزها مورد استفاده قرار گرفته است. در ضمن از دو روش مقدار مطلوب فاصله¬ی بین خودرویی تعیین شده است، 1- استراتژی فاصله ثابت 2- استراتژی زمان پیشرفت ثابت.

چکیده ندارد.

بر اثر حرکت های مختلف خودروی حامل سیال، تلاطم در سیال ایجاد می شود. این حرکت سیال و اندرکنش آن با دینامیک خودرو، بر پاسخ خودرو حامل سیال اثر می گذارد که در نهایت باعث کاهش پایداری خودرو حامل سیال خواهد شد. برای بررسی حرکت سیال و ترکیب آن با دینامیک خودرو، روشهای مختلفی مانند روشهای شبه استاتیک، مکانیکی معادل و مدلهای دقیق مکانیک سیالاتی که بر اساس حل دقیق معادلات می باشند، موجود است. روشهای شبه استاتیک و مکانیکی معادل هرکدام دارای محدودیتهایی در خصوص محاسبه نیرو و ممانهای ناشی از پاسخ گذرا و همچنین پارامترهای مورد نیاز برای تحلیل می باشند، در این بین، تنها روشهای مکانیک سیالاتی، امکان مدلسازی دقیق رفتار سیال را در شرایط مختلف) ورودیهای مختلف مدل دینامیک خودرو و شکلهای مختلف تانکر، درصد پرشدگیهای مختلف،...( ممکن می سازند که مدل سازی، کوپل نمودن مدل مکانیک سیالاتی با دینامیک خودرو و همچنین نحوه انتقال اطلاعات بین این دو سیستم، خود دارای پیچیدگیهای خاص می باشد. لذا این روش به صورت محدود، توسط تعداد اندکی از مراجع مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق از مدل دینامیکی سه بعدی غیر خطی سیال که بر اساس حل فرمولهای دیفرانسیلی ناویر ? استوکس می باشد، بهره جسته شده است. سپس این مدل، به یک مدل دینامیکی ? درجه آزادی خودرو مفصلی با تایر غیر خطی کوپل شده است تا پاسخ دینامیکی خودرو و اثر آن بر پایداری خودرو، با توجه به حضور و حرکت سیال داخل تانکر، مورد بررسی قرار گیرد. از مدلهای سیالاتی تمام مقیاس که آنالیز شرایط واقعی را ممکن میسازند، استفاده شده است. ورودیها به مدل دینامیکی خودرو، شامل مانور چرخش ثابت و تغییر مسیر می باشند که در بسیاری از مراجع دیگر مورد استفاده قرار گرفته اند. نتایج حاصله با نتایج مربوط به بار صلب معادل مقایسه شده تا اثر حرکت سیال بر کاهش پایداری خودرو مورد بررسی قرار گیرد. همچنین اثر تغییر پارامترهای دیگر مانند درصد پرشدگی تانکر، لزجت سیال، تعداد مشهای بکار رفته در مدل دینامیک سیال محاسباتی نیز در نظر گرفته شده است. اثر شکل و مرز تانکر نیز، می تواند بر حرکت سیال و دینامیک خودرو، موثر باشد لذا در این تحقیق، سه شکل تانکر، شامل سطح مقطع دایره، بیضی اصلاح شده و همچنین سطح مقطع بهینه مورد استفاده قرار گرفته و اثر آن بر دینامیک خودرو و سیال وهمچنین پایداری خودرو مفصلی، بررسی گردیده است و عوامل اثرگذار، شناسایی شده اند. برای مدلسازی سطح تماس سیال با هوا از روش مدلسازی سطح آزاد سیال (v o f) استفاده شده است. در این تحقیق با استفاده از نتایج آزمایش مربوط به مراجع دیگر، اعتبارسنجی نتایج انجام گرفته است. در اولین روش، نتایج دینامیکی خودرو و نیروی سیال مربوط به نتایج تست میدانی با مقادیر به دست آمده از مدل کوپل دینامیک خودرو? سیال مورد مقایسه قرار گرفته است. در دومین روش اعتبار سنجی، از طریق بررسی فرکانس طبیعی سیال در جهتهای مختلف و مقایسه آن با مقادیر حاصل از نتایج تجربی استفاده شده است و در سومین روش، اعتبارسنجی نتایج از طریق مقایسه رفتار خودرو حامل سیال با بار صلب در درصد پرشدگیهای مختلف می باشد. در انتها نیز اثر صفحات میانی بر دینامیک خودرو و سیال مورد بررسی قرار گرفته است. در این قسمت ابتدا سه شکل مختلف صفحات میانی در نظر گرفته شد و رفتار سیال و خودرو به ازای ورودیهای فرمان مختلف و درصد پرشدگیهای متفاوت تانکر مورد بررسی قرار گرفت و نتایج با رفتار تانکر بدون صفحه میانی، مقایسه گردید. سپس با ترکیب این صفحات میانی پایه، طراحیهای پیچیده تر صفحات میانی ایجاد گردیده است. این ترکیب صفحات میانی به منظور دست یابی به طراحیهایی با کارآیی مناسب در مانورها مختلف خودرو و درصد پرشدگیهای متفاوت تانکر حامل سیال می باشد.

در این پروژه به بررسی، تحلیل و بهینه سازی ارتعاشی دستگاه فیدر ارتعاشی صنعتی (vibratory feeder) پرداخته شده است در فیدرهای صنعتی، مکانیک پیچیده حرکت ذرات بر روی فیدر یکی از مشکلات عمده تحلیل این سیستمها بشمار می آید در اینجا با مدلسازی تقریبی اثر حرکت ذرات بر روی رفتار سیستم با استفاده از مدل جرم معادل به تحلیل و بهینه سازی پارامترهای ارتعاشی سیستم پرداخته شده است یکی از مهمترین مشکلات و موانع موجود در مدلسازی و تحلیل سیستمهای فیدر ارتعاشی صنعتی، مدلسازی حرکت ذرات بر روی فیدر مرتعش می باشد. مدلسازی این حرکات با توجه به تأثیر بسیار آنها بر روی رفتار دستگاه از اهمیت بالایی برخوردار است با این وجود تأثیر شکل جنس و جرم مواد اثر ذرات مجاور بر روی یکدیگر اثر متقابل ذرات و صفحه فیدر بر روی یکدیگر، از جمله عواملی است که مدلسازی حرکات ذرات را بر روی این سیستم با مشکل مواجه نموده و در عمل غیر ممکن می سازد در این مقاله با مدلسازی اثر ذرات بر روی رفتار سیستم با مدل جرم معادل ذرات، پس از تحلیل حرکت دستگاه با انتخاب یک تابع هدف مناسب بر اساس حرکت ذرات بر روی فیدر مرتعش مقادیر پارامترهای سیستم در حالت رفتار بهینه سیستم در سه حالت دستگاههای فرکانس ثابت30، 50و 60 هرتز و همچنین فرکانس متغیر بدست آمده است.

یکی از عوامل در بحث تصادفات رانندگی، خواب آلودگی درحین رانندگی می باشد. این بحث مخصوصا در میان خودروهای مسافربری و تجاری اهمیت زیادی پیدا می کند زیرا ابعاد این گونه تصادفات نسبت به خودرو های سواری بزرگ تر و تلفات و عواقب آن نیز بیشتر است. به دلیل اهمیت تشخیص خواب آلودگی در این گروه از رانندگان، در این پایان نامه رفتار رانندگان خودروهای مسافربری با استفاده از شاخص دینامیکی زاویه فرمان و موقعیت جانبی مورد توجه قرار گرفته است. برای این منظور در پروسه پردازش سیگنال در مرحله استخراج ویژگی از ویژگی های حوزه زمان استفاده شده است. روش های pca، lda و بهینه ی نسبی به عنوان راهکاری برای کاهش ویژگی مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور بررسی عملکرد این روش ها، از طبقه بند شبکه ی عصبی مصنوعی استفاده می شود. بعد از کاهش ویژگی از طبقه بندهای خطی و غیرخطی شامل svm، knn و شبکه عصبی چند لایه (mlp) به منظور تفکیک دو کلاس خواب و هوشیار استفاده شده و در انتها به عنوان راهکار ابتکاری و نوین با هدف افزایش دقت طبقه بندی سیگنال ها، ترکیب نتایج طبقه بندها در دستور کار قرار گرفته است. از این رو از روش مبتنی بر انتگرال فازی (سوگینو و چکوئت) برای اجماع نظر بین نتایج طبقه بندها استفاده می شود.

امروزه به علت آلودگی محیط زیست و کاهش ذخایر سوخت های فسیلی، کاهش مصرف سوخت و آلایندگی خودروها که سهم بسیار زیادی در آلودگی محیط دارد، مورد توجه ویژه ای قرار گرفته است. در همین راستا، استفاده از تکنولوژی هیبرید، طرحی مناسب برای کاهش مصرف سوخت و به تبع آن کاهش آلاینده ها می باشد. برای طراحی بهینه خودروها، توسعه شبیه ساز از عملکرد خودرو در سطوح مختلف مطرح شده است. در این بحث می توان به توسعه مدل های مناسب برای کاربردهای کنترلی اشاره نمود که می بایست سرعت بالا در محاسبات و دقت لازم در شبیه سازی را دارا باشد. در ابتدا مدلی از موتور احتراقی، موتور الکتریکی و مجموعه انتقال قدرت طراحی شده است. این مدل که به روش مقدار متوسط صورت گرفته، دارای دقت و سرعت مناسبی برای پیاده سازی هرنوع استراتژی کنترل می باشد. به علت استفاده از روش های تحلیلی برای شبیه سازی موتور احتراقی، می توان با اندکی تغییر، برای دیگر موتور های دیزل نیز استفاده نمود. هدف تعیین شده برای استفاده از سامانه هیبرید، مدیریت گشتاور دو موتور احتراقی و الکتریکی برای کاهش مصرف سوخت می باشد. برای دستیابی به این هدف دو استراتژی کنترل تعریف گردیده است. ابتدا براساس اطلاعات بدست آمده، یک کنترلر قانونمند طراحی گردیده است. در ادامه یک کنترلر بهینه، بر اساس روش بهینه سازی برنامه ریزی پویا طراحی گردیده است، معرفی می گردد. نتایج شبیه سازی انجام شده حاکی از آن است که اتوبوس هیبرید عملکرد شتاب گیری بهتری را نسبت به اتوبوس معمولی به نمایش می گذارد. همچنین شاهد کاهش مصرف سوخت به طور قابل توجهی می باشیم.

چکیده ندارد.