مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی پایداری سمتی یک خودروی مفصلی مبتنی بر صفحه فاز

نویسندگان
1 دانشیار دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
2 عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
3 دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
4 عضو هیئت علمی دانشگاه تهران جنوب
چکیده
در خودروی مفصلی تاکنون در مرجعی اهمیت تنظیم و یا محدود نمودن زاویه لغزش جانبی به عنوان مهمترین کمیت حرکتی مورد بررسی قرار نگرفته است. حال آن که رفتار دینامیکی مناسب آن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. در این پژوهش بر مبنای یک مدل صفحه ای از خودروی مفصلی و با اتخاذ یک روش مناسب اهمیت این کمیت مورد بررسی قرار می‌گیرد. در این مقاله پس از آشنایی با پژوهش‌های پیشین ، به تشریح مدل خودروی مفصلی می‌پردازیم. مدل انتخابی، یک مدل 14 درجه آزادی صحه گذاری شده از خودروی مفصلی است که دینامیک سویی خودرو را شبیه‌سازی می‌نماید. در مبحث تحلیل پایداری از روش صفحه فاز مبتنی بر مدل غیر خطی سه درجه آزادی خودروی مفصلی که درجات آزادی اصلی در حرکت صفحه ای را در بر می‌گیرد، استفاده می‌شود. 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 می‌نماییم. سیستم‌ های فازی تخمین‌گر بر اساس مدل فازی تاگاکی سوگینو پایه‌ریزی شده اند و با توجه به نتایج حاصل از صفحه فاز یک محدوده پایدار برای حرکت خودروی مفصلی را ارایه می‌دهند. در نهایت با طراحی دو سیستم کنترلی پی-دی بر مبنای محدوده پایدار، جهت کنترل زاویه مفصل و زاویه لغزش جانبی، کاربرد صفحه فاز در بررسی پایداری را پررنگ‌تر جلوه می‌دهیم. در انتها تحلیل نتایج و تست روش بر مبنای مدل کامل خودرو ارایه می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Directional Stability Analysis of The Articulated Vehicle Based on Phase Plane

نویسندگان English

Reza Kazemi 1
Shahram Azadi 2
Naser Esmaeili 3
Seyed Hamed Tabatabaei Oreh 4
چکیده English

In articulated vehicle, the importance of adjustment or confinement of the side slip angle has not yet been investigated. However, their proper dynamic behavior is of great significance. In this research, based on a planar model of articulated vehicle and adopting a proper method, the significance of this quantity is examined. In this article, after a review of the literature, the articulated vehicle model is clarified. The selected model is a validated model of articulated vehicle with 14 degrees of freedom that simulates the vehicle’s directional dynamics. In the analysis of the stability, phase plane method based on the nonlinear model of articulated vehicle with three degrees of freedom is used, which includes the major degrees of freedom in planar motion. In this section, the traction phase plane is drawn via two variables, the side slip angle and the rotational velocity of the articulated vehicle by terms of constant longitudinal velocity of the vehicle as the critical condition and then stable and unstable zones are separated. Fuzzy estimator systems have been based on the Takagi-Sugeno fuzzy model and offer a stable range for the articulated vehicle’s motion according to the results from the phase plane. Finally, the application of phase plane in studying the stability would be magnified by designing two control systems based on the stable range, in order to control the articulation angle and the side slip angle. Eventually, the results are analyzed, and the method is tested based on the vehicle’s full model.

کلیدواژه‌ها English

Articulated vehicle
Side Slip Angle
phase plane
directional Dynamic of the Vehicle
Fuzzy Estimator Design