طراحی یک سطح لغزش بهینه تناسبی- انتگرالی برای سیستم تعلیق فعال 4/1 خودرو با ادوات تعلیق دارای ثابت‌های نامعین و مشخصه‌های غیر خطی
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوترسیدعلی ظهیری‌پور 1 , علی‌اکبر جلالی 2 *
1 - دانشگاه علم و صنعت ايران
2 - دانشگاه علم و صنعت ايران
کلید واژه: سیستم تعلیق فعال مد لغزشی خطی‌سازی فیدبک سطح لغزش تناسبی- انتگرالی نامعینی‌های پارامتری,
چکیده مقاله :
در این مقاله، طراحی کنترل‌کننده برای سیستم تعلیق فعال 4/1 خودرو با محوریت مد لغزشی انجام گرفته است. ادوات سیستم تعلیق شامل فنر و ضربه‌گیر دارای مشخصه‌های غیر خطی بوده و ثابت‌های این مشخصه‌ها نامعین ولی دارای کران مشخصی هستند. جهت ساده‌سازی طراحی کنترل‌کننده برای این سیستم، خطی‌سازی فیدبک پیشنهاد شده است و در ادامه با استفاده از یک استراتژی بهینه، یک سطح لغزش تناسبی- انتگرالی به دست آورده و کنترل‌کننده‌ای برای برآورده‌سازی شرط لغزش پیشنهاد شده است. فرایند طراحی به گونه‌ای است که نه تنها پایداری مجانبی سیستم تعلیق را در حضور نامعینی‌های پارامتری موجود تضمین می‌کند، بلکه طراح می‌تواند با تنظیم پارامترهایی، مصالحه مورد نظر خود بین راحتی سرنشینان خودرو و فرمان‌پذیری و کنترل‌پذیری خودرو را به عنوان اهداف مهم یک سیستم تعلیق ایجاد کند.
In this paper, design of a controller for a quarter car active suspension system have been done with the focus on sliding mode strategy. Suspension components, including spring and shock-absorber have nonlinear characteristics with uncertain constants, but they have defined bound. To simplify the controller designing, feedback-linearization is proposed, then with using the optimal strategy, we obtain a proportional - integral sliding surface and a controller for meeting the sliding condition has been proposed. The design process is in a such way that not only, guarantees asymptotic stability of the suspension system in the presence of parametric uncertainties, but also the designer can supply his slightly trade-off between convenience of passengers and controllability of car, with setting some parameters.
[1] پ. پولادزاده، ک. لوکس، م. ر. جاهد مطلق و ع. ا. لطفی نیستانک، "کنترل هوشمند سیستم تعلیق فعال 4/1 خودرو با عملگر هیدرولیکی،" ماهنامه مهندسی خودرو و صنایع وابسته، جلد 5، شماره 5، صص. 5-9، 1388.
[2] J. Lin, R. J. Lian, C. N. Huang, and W. T. Sie, "Enhanced fuzzy sliding mode controller for active suspension systems," Mechatronics, vol. 19, no. 7, pp. 1178-1190, Oct. 2009.
[3] N. Yagiz, Y. Hacioglu, and Y. Taskin, "Fuzzy sliding-mode control of active suspensions," IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 55, no. 11, pp. 3883-3890, Oct. 2008.
[4] A. A. Wijaya, W. Wahyudi, R. Akmeliawati, and F. J. Darsivan, "Natural logarithm sliding mode control (ln-SMC) using EMRAN for active engine mounting system," in Proc, 11th Int. Conf. Control, Automation, Robotics, and Vision Singapore, pp. 1365-1369, Dec. 2011.
[5] Y. P. Chen and J. L. Chang, "A new method for constructing sliding surfaces of linear time-invariant systems," Int. J. of Systems Science, vol. 31, no. 4, pp. 417-420, Apr. 2000.
[6] F. Deepak, B. Bandyopadhyay, and L. Fridman, "Non-linear sliding surface: towards high performance robust control," IET Control Theory Appl., vol. 6, no. 2, pp. 235-242, 2012.
[7] R. Chuanbo, W. Liang, Z. Cuicui, and L. Lin, "Variable structure model following control for dual-input active suspension," in Proc. Second Int. Conf. on Information Engineering and Computer Science, ICIECS'10, 6 pp., 2010.
[8] S. Hui and Q. Wei, "The sliding model-following control for semi-active MR-vehicle suspension," in Proc. Int. Conf. on Networking, Sensing and Control, ICNSC'10, pp. 351-354, 10-12 Apr. 2010.
[9] B. Assadsangabi, M. Eghtesad, F. Daneshmand, and N. Vahdati, "Hybrid sliding mode control of semi-active suspension systems," Journal of Smart Materials and Structures, vol. 18, no. 12, pp. 1-10, Dec. 2009.
[10] B. L. Zhang, G. Y. Tang, and F. L. Cao, "Optimal sliding mode control for active suspension systems," in Proc. of the IEEE Int. Conf. on Networking, Sensing, and Control, pp. 351-356, Okayama, Japan, Sep. 2009.
[11] E. Chavez-Conde, F. Beltran-Carbajal, A. Blanco-Ortega, and H. Mendez-Azua, "Sliding mode and generalized PI control of vehicle active suspensions," in Proc. 18th IEEE Int. Conf. on Control Applications Part of IEEE Multi-Conf. on Systems and Control, pp. 1726-1731, Jul. 2009.
[12] Y. M. Sam, J. H. S. Osman, and M. R. A. Ghani, "A class of proportional-integral sliding mode control with application to active suspension system," Systems & Control Letters, vol. 51, no. 3-4, pp. 217-223, Mar. 2004.
[13] X. Jia, W. Weia, and H. Sub, "Comments on a class of proportional-integral sliding mode control with application to active suspension system," Systems & Control Letters, vol. 56, no. 3, pp. 253-254, 2007.
[14] J. J. E. Slotine and W. Li, Applied Nonlinear Control, Englewood Cliffs, New Jersey, 1991.