Taşıt titreşimlerinin manyetoreolojik damper esaslı simülasyon çevriminde donanım yöntemi ile doğrusal olmayan adaptif kontrolü
Nonlinear adaptive control of vehicle vibrations with magnetorheological damper based hardware in the loop simulation
- Tez No: 607048
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUZAFFER METİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Kontrol Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 157
Özet
Bu tezde, sürüş konforunu olumsuz yönde etkileyen düşey taşıt titreşimleri, kurulan yarım taşıt modeli yardımıyla incelenmiş ve MR (manyetoreolojik) damper yardımıyla bu titreşimlerin bastırılması üzerinde durulmuştur. Yarım taşıt modelini ölçeklemeden birebir olarak laboratuvar ortamında deneysel olarak kurmak oldukça zor ve maliyetli bir iştir. Hem bu zorlukların üstesinden gelmek hem de deneysel çalışmalara yakın sonuçlar elde etmek amacıyla, bu çalışmada Simülasyon Çevriminde Donanım (SÇD) yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemdeki temel mantık, simülasyondaki özellikle doğrusal olmayan bazı kısımların deneysel olarak kurulması ve deneysel sistemden elde edilen ölçüm verilerinin anlık olarak simülasyonda kullanılmasıdır. Bu tez çalışmasında, yarım taşıt modeli süspansiyonlarında kullanılan MR damperler doğrusal olmayan histeresiz karaktere sahip oldukları için, matematiksel olarak modellenmeleri zordur. Bu yüzden bu çalışmada, MR damperler deneysel olarak kurulmuş ve damperlerden elde edilen deneysel ölçüm verileri simülasyona anlık olarak beslenmiştir. Böylece, simülasyonlarda MR dampere ait gerçek veriler kullanılmıştır. MR damperler kendisine uygulanan gerilime bağlı olarak sönüm kuvvetleri değişebilen yarı aktif damperlerdir. Dolayısıyla MR damperlere gönderilecek gerilimin belirlenmesi için kontrolör tasarımı gereklidir. MR damper doğrusal olmayan karaktere sahip olduğu için, doğrusal olmayan kontrol yöntemleri daha başarılı sonuçlar verir. Bu yüzden bu çalışmada doğrusal olmayan adaptif kontrol tasarımı yapılmıştır. Taşıtlar yolda seyir halindeyken yol profilini anlık olarak ölçülmesi için ekstra sensörler gerekir. Anlık yol profili ölçümü maliyetlidir ve ayrıca ölçümün doğruluğu da hava şartlarına bağlıdır (yağmur, kar vb.). Bu yüzden tasarlanan adaptif kontrolör literatürde bahsedilen önceki çalışmalardan farklı olarak, yol girişinin ölçülmesine ihtiyaç duymayacak şekilde tasarlanmıştır. Bunun için yolun, farklı frekans, farklı genlik ve farklı faz değerlerine sahip bilinmeyen ve birbirinden farklı sinüzoidallerin toplamından oluştuğu varsayılmıştır ve yol şartlarını tahmin eden gözlemleyici tasarımı yapılmıştır. Sonuç olarak bu tez çalışmasında, MR damperli süspansiyonlara sahip bir yarım taşıtın düşey titreşimlerinin bastırılması için, yol ölçümüne ihtiyaç duymayan bir doğrusal olmayan adaptif kontrolör tasarımı yapılmıştır. Önerilen yöntemin cevapları, değişik yol girişleri durumunda, MR dampere herhangi bir gerilimin gönderilmediği durum olan pasif durum ve yolun ölçüldüğü varsayımı ile tasarlanan doğrusal olmayan adaptif kontrol durumları ile nümerik simülasyonlar ve SÇD yöntemi kullanılarak karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, zaman ve frekans alanında elde edilen grafikler ve bazı performans kriterleri kullanılarak incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a half vehicle vertical vibrations that affect driving comfort negatively and suppression of these vibrations with the use of MR (magnetorheological) damper are examined. It is very difficult and costly to construct the half vehicle model experimentally in the laboratory environment. To overcome these difficulties and to obtain close results to the experimental studies, the Hardware In The Loop Simulation (HILS) method is used. The basic idea in this method is to design nonlinear parts of the system experimentally and feed the measurement data obtained from the experimental system into the simulation. In this study, MR dampers which have a nonlinear hysteresis character and are difficult to model mathematically are used in half vehicle model suspensions. Therefore, in this study, MR dampers are designed experimentally and experimental measurement data obtained from MR dampers are fed to simulation simultaneously. Thus, the actual data of the MR damper is used in the simulations. MR dampers are intelligent materials whose damping forces can vary depending on the applied voltage. Therefore, the controller design is necessary to determine the required voltage to be sent to the MR dampers. Since the MR damper has a nonlinear character, nonlinear control methods can give more successful results. Hence, a nonlinear adaptive control design is performed in this study. Since vehicles require extra sensors for measurement of the road profile while moving on the road, road profile measurement is costly and the accuracy of the measurement is very dependent on weather conditions (rain, snow, etc.). That's why the adaptive controller is designed in a way that the road input does not need to be measured, different from the previous adaptive control design studies. For this purpose, it is assumed that the road consists of the sum of the unknown and different sinusoidals which have different frequency, different amplitude and different phase values and an observer is designed. As a result, in this thesis, a nonlinear adaptive controller is designed without the need for road measurement to suppress the half vehicle vertical vibrations which equipped with MR damper suspensions. The success of the proposed method is demonstrated by comparing the experimental results obtained with the HILS method in the adaptive control with road input measurement and passive case. The results examined using some graphics and performance criteria.
Benzer Tezler
- Taşıt titreşimlerinin mr sönümleyici ile yarı aktif bulanık kontrolü
Semi active fuzzy control of vehicle vibrations with mr damper
MAHMUT PAKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAHMİ GÜÇLÜ
- Çeyrek taşıt sisteminin MR sönümleyici ile uyarlamalı yarı aktif kontrolü
Semi active adaptive control of quarter car model with MR damper
ALİ SUAT YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM SİVRİOĞLU
- Development and control of an active torsional vibration damper for vehicle powertrains
Taşıt güç aktarma sistemleri için aktif torsiyonel titreşim damperi geliştirilmesi ve kontrolü
ALİŞAN YÜCEŞAN
Doktora
İngilizce
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
- Yüksek hızlı demiryolu taşıt titreşimlerinin uyarlamalı kontrolü
Adaptive control of high speed railway vehicle vibrations
FIRAT CAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUZAFFER METİN
- Altı taktik tekerleği tahrikli (6x6) zırhlı askeri aracın titreşim analizi
Vibration analysis of an 6x6 tactical wheeled armored vehicle
BEGÜM BAYSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAHMİ GÜÇLÜ