مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

یک سیستم کنترل رول فعال مقاوم برای بهبود پایداری واژگونی خودروی مفصلی حامل سیال

نویسندگان
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
در این مقاله برای بهبود پایداری واژگونی خودروی مفصلی حامل سیال، یک سیستم کنترل رول فعال با استفاده از یک کنترلر غیرخطی مقاوم ارایه شده است. برای این منظور، ابتدا یک مدل دینامیکی شانزده درجه آزادی از خودروی مفصلی توسعه داده شد و سپس با استفاده از نرم افزار تراک سیم در مانور استاندارد صحه گذاری گردید. سپس اندرکنش دینامیکی بین بار سیال و خودرو با ترکیب روش شبه دینامیکی برای مدلسازی سیال درون مخزن و بکارگیری یک مدل دینامیکی غیرخطی شانزده درجه آزادی خودروی مفصلی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای جلوگیری از واژگونی خودروی مفصلی حامل سیال، یک سیستم کنترل غیرخطی مقاوم، با ترکیب روش کنترل مودلغزش و خطی سازی فیدبک ارایه شد. عملکرد سیستم کنترلی طراحی شده برای دو حجم پرشدگی مختلف در مانورهای استاندارد گردش حالت مانا و تعویض خط نشان داده شده است. سپس جهت بررسی پایداری واژگونی خودروی مفصلی حامل سیال، نسبت انتقال بار جانبی به عنوان یک عامل مهم مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه برای بررسی عملکرد سیستم کنترل مقاوم، یک کنترلر خطی نیز بکار گرفته شد. نتایج شبیه سازی عملکرد موثر سیستم کنترل مقاوم ارایه شده را در مانور بحرانی تعویض خط، تحت افزایش سرعت طولی و کاهش ضریب اصطکاک سطح جاده، تایید می نمایند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A robust active roll control system for improving roll stability of an articulated vehicle carrying liquid

نویسندگان English

Reza Kazemi
Mohammad Amin Saeedi
K. N. Toosi University of Technology
چکیده English

In this paper, to improve the roll stability of an articulated vehicle carrying liquid an active roll control system using a robust nonlinear controller is presented. First, a sixteen-degree-of-freedom nonlinear dynamic model of an articulated vehicle is developed next using TruckSim software in a standard maneuver, the vehicle model is validated. Then, the dynamic interaction between the fluid cargo and the tractor semitrailer vehicle, by integrating a quasi-dynamic slosh model with sixteen-degree-of-freedom of a tractor semitrailer model is investigated. Also, for rollover prevention of an articulated vehicle carrying liquid, a novel nonlinear robust control including combination of sliding mode control and feedback linearization control is proposed. Control system performance for two different fill volumes in J-turn and lane change maneuvers is shown. Next, to investigate the rollover stability of an articulated heavy vehicle carrying liquid, load transfer ratio is considered as an important factor. Moreover, in order to study the performance of the robust control system, a linear controller has been used. The simulation results confirm the excellent performance of the proposed robust control system in critical lane change maneuver due to increase of longitudinal velocity and a reduction of road friction coefficient.

کلیدواژه‌ها English

Articulated vehicle carrying liquid
robust control
Roll Stability
Active Roll Control System