مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی سیستم کنترل ترمز ضد قفل سازگار با شرایط مختلف جاده‌ای برای کامیونها

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی سهند
2 عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی سهند تبریز
چکیده
سیستم ترمز ضد قفل خودرو با کنترل فشار ترمزی و تنظیم لغزش طولی چرخ‌ها در مقدار بهینه، مانع قفل شدن چرخ‌ها در طول ترمزگیری‌های شدید شده و در نتیجه فاصله‌ی توقف خودرو را به حداقل مقدار خود می‌رساند. در این مقاله، یک کنترل‌کننده‌ی جدید بصورت دولایه برای سیستم ترمز ضد قفل خودروهای سنگین با بیش از دو محور ارائه شده است که سازگار با شرایط مختلف جاده‌ای می‌باشد. در لایه بالایی، یک کنترل‌کننده‌ی فازی طراحی می‌شود که مقدار لغزش طولی بهینه هر چرخ را که به ازای آن بیشترین نیروی ترمزی چرخ در هر لحظه حاصل می‌شود برحسب شرایط مختلف جاده و نیز بار قائم تایر محاسبه می‌نماید. در لایه پایین نیز یک کنترل کننده‌ی غیرخطی با استفاده از یک رویکرد بهینه‌ی پیش‌بین به شکل تحلیلی طراحی می‌شود که با ردیابی مقدار بهینه‌ی لغزش طولی هر چرخ که توسط کنترل‌کننده فازی تعیین می‌شود، گشتاور ترمزی مطلوب را به چرخ‌ها اعمال می‌کند. به منظور کاهش خطای ردیابی ناشی از نامعینی‌های سیستم، تکنیک فیدبک انتگرال در طراحی کنترل کننده‌ی پیش‌بین نیز استفاده شده است. برای این‌که عملکرد سیستم کنترلی طراحی شده در یک شرایط واقعی‌تر تست گردد، شبیه‌سازی‌ها در نرم‌افزار دینامیک خودروهای سنگین (تراک سیم) به عنوان مدل کامل‌تری از خودرو در ترکیب با متلب- سیمولینک انجام شده است. نتایج تحلیل‌ها و شبیه‌سازی‌ها نشان از عملکرد مناسب سیستم کنترلی پیش‌بین‌-فازی در کنترل گشتاور ترمزی چرخهای کامیون با تغییر شرایط جاده‌ای از نظر زمان و مسافت توقف می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Design of Anti-lock Braking System Compatible with Different Road Conditions for Trucks

نویسندگان English

Mohammad Hossein Golmohammadi 1
Mehdi Mirzaei 2
Behrouz Najjari 1
چکیده English

Anti-lock braking system (ABS) prevents the wheels from being locked in hard braking conditions and reduces the vehicle stopping distance to the minimum value by regulating the tire longitudinal slip at its optimum value. This paper presents a two-layer controller for ABS of trucks which is adaptable with different road conditions. In the upper layer, a fuzzy controller is designed to calculate the optimum longitudinal slip of each wheel for which the maximum braking force is achieved in different conditions. In the lower layer, a nonlinear controller is analytically designed based on the predictive method to track the optimum wheel slips calculated from the upper layer. In order to increase the robustness of the controller in the presence of system uncertainties, the integral feedback technique is also appended to the predictive method. All simulation studies are conducted using the professional software of Truck Sim to evaluate the performance of the controlled system in a real condition. The results show the effectiveness of the proposed control system in improving the braking performance of trucks in different road conditions.

کلیدواژه‌ها English

Anti-lock braking system
Nonlinear controller
Prediction
Trucks
Fuzzy controller