متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق کنترل

با عنوان : طراحی یک کنترل کننده LQR برای سیستم تعلیق فعال یک چهارم خودرو

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشكده تحصیلات تكمیلی

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

مهندسی برق – كنترل

عنوان:

طراحی یك كنترل كننده LQR برای سیستم تعلیق فعال یك 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)

چكیده:

در این پروژه، یك كنترل كننده بهینه LQR به منظور كنترل رفتار دینامیكی یك سیستم تعلیق فعال طراحی می شود و هدف از این طراحی، افزایش كیفیت رانندگی و راحتی سرنشینان خودرو در مقابل نوسانات جاده ای می باشد.

در اكثر كارهای صورت گرفته در زمینه سیستم های تعلیق، اثرات عملگر هیدرولیكی در طراحی كنترلر لحاظ نشده است در حالیكه این پروژه، به طراحی یك كنترل كننده بهینه با وجود لحاظ كردن محرك های هیدرولیكی در سیستم می پردازد.

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

دسته بندی سیستم های تعلیق از نقطه نظرهای مختلف، صورت گرفته و انواع مدلهای یك چهارم خودرو توضیح داده می شود. تاریخچه و تحقیقات صورت گرفته در زمینه سیستم های تعلیق خودرو، بیان شده و همچنین مشخصات رانندگی و عملكرد 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 كیفیت رانندگی، بعنوان مهمترین هدف این پروژه مطرح می شود.

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

یك مدل سیستم تعلیق یك چهارم خودرو و یك مدل غیرخطی عملگر هیدرولیكی، برای شبیه سازی سیستم كنترلی مورد استفاده قرار می گیرند.

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

نتایج نشان می دهد كه با كنترل بهینه یك سیستم تعلیق فعال مورد استفاده با یك محرك هیدرولیكی، نوسانات بدنه خودرو را به خوبی كاهش داد و در نتیجه راحتی سرنشین و كیفیت رانندگی را به مقدار زیادی بهبود بخشید.

مقدمه:

یك جاده هر چقدر هم صاف و مسطح باشد محل مناسبی برای به حركت در آوردن یك یا چند تن فلز با سرعت بالا نیست. پس به سیستمی نیاز است كه توانایی كاهش ضربات، تكانها و لرزشهای ناشی از شرایط جاده را داشته باشد. علاوه بر این، یك خودرو باید در مقابل تغییر مقدار بار وارده و تغییر نقطه ثقل، انعطاف پذیر بوده و توانایی مواجه با آنها را داشته باشد كه 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 كه شدیداً مو رد توجه صنایع خودروسازی جهان قرار گرفته است.

زمینه های زیادی برای تحقیق و كار در این مورد وجود دارد. طراحی مناسب بدنه خودرو بعنوان یكی از مسائل تأثیرگذار بر روی راحتی سرنشین و افزایش كیفیت رانندگی می باشد. به این منظور، طراحی بدنه خودرو باید به گونه ای باشد كه حداقل مقاومت هوا را داشته باشد یا به عبارت دیگر دارای حداقل مقاومت آیرودینامیكی باشد كه این كار ، نوسانات ناشی از مقاومت هوا را در برابر حركت خودرو كاهش می دهد.

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

تكامل روش های كنترلی برای سیستم های تعلیق فعال و غیرفعال خودرو، یكی از مسائل عمده صنایع خودرو سازی می باشد. یك سیستم تعلیق خوب باید همزمان كیفیت 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 كرده و مانع از انتقال آن به بدنه و در نتیجه سرنشین گردد. بعبارت دیگر باید حدالامكان از تماس تایر با سطح جاده كاسته شود. از طرف دیگر برای افزایش قابلیت فرمان پذیری خودرو ، تایر باید حداكثر تماس ممكن با سطح جاده را داشته باشد.

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

سیستم های تعلیق اولیه از تعدادی فنر و دمپر تشكیل 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 كه در ساختار آنها علاوه بر عناصر غیرفعال، از عناصر فعال اعمالگر نیرو نیز استفاده می شد.

در سالهای اخیر روش های كنترلی مختلفی به منظور كنترل سیستم تعلیق فعال مورد استفاده قرار گرفته است كه عمده ترین آنها روش كنترل بهینه می باشد. در اكثر كارهای صورت گرفته، مدل در نظر گرفته شده برای خودرو، یك مدل خطی می باشد و در آنها از روش كنترل بهینه خطی مانند LQ و LQR و LQG استفاده شده است. درصورتیكه مدل واقعی خودرو غیرخطی می باشد.

تعداد صفحه : 136

قیمت : 14700 تومان

 

—-

پشتیبانی سایت :       

*         asa.goharii@gmail.com