دانلود مقاله ترجمه شده شبیه سازی پایداری عرضی خودرو بر اساس کنترل فازی PID

چکیده

به منظور بهبود پایداری جانبی خودروها در سرعتهای بالا، روش پارامتریکی کنترلی PID فازی خود تنظیم برای کنترل ممان انحراف کوپل شده با زاویه لغزش جانبی در چرخ جلویی خودرو ارائه شده است و همچنین در این مقاله  یک کنترل کننده فازی PID  طراحی می شود. آنالیز مدل دینامیکی خودرو با استفاده از سیمولینک نرم افزار متلب، نرخ انحراف خودرو و زاویه لغزش جانبی جلو در شرایط هدایت گامی و شرایط هدایت و فرمان سینوسی شبیه سازی می شوند. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که در مقایسه خودرویی که تنها تحت کنترل ABS است با خودرویی که با کنترل کننده فازی PID همراه است، در حالت دوم می توان زاویه انحراف و زاویه لغزش جانبی در چرخهای جلو و عقب خودرو را به طور موثری کاهش داد. علاوه بر این حرکت خودرو می تواند در ناحیه ای پایدار کنترل شود. و از اینرو پایداری عرضی و یا جانبی خودور بهبود پیدا می کند.
فهرست مطالب
1- مقدمه

2- آنالیز مدل خودرو

3- طراحی کنترل کننده PID فازی

4-شبیه سازی

هنگامی که خودرویی در سرعت بالا در حال حرکت است، در معرض نیروی  گریز از مرکز بزرگی قرار دارد، که گاهی اوقات باعث ایجاد نوسانات عرضی در آن می شود. هنگامی که شتاب جانبی خودرو بالا است، نیروی کرنر به اندازه ای نیست که که با زاویه چرخ  فرمان متناسب باشد و باعث می شود که خودرو بیش از اندازه بچرخد  یا در جهت نرمال مناسبی قرار نگیرد. علاوه بر این خودرو از مسیر خود منحرف می شود یا به سمت مسیر دیگری  تمایل پیدا می کند و بدتر از همه باعث تصادف ترافیکی بدی خواهد شد. سیستم ABS  معمولا  تنها زمانی در نظر گرفته می شود  که از قفل شدن چرخ ها جلوگیری کرده و بازدهی ترمز گیری را بهبود بخشد. اما پایداری عرضی در شرایط ترمز گیری خودروها در نظر گرفته نمی شود(1). پایداری خودروها از فاکتورهای مختلفی تاثیر می گیرد نظیر فاکتورهایی چون: پارامترهای ساختاری و سازه‌ای خودرو، سرعت، چسبندگی تایر با جاده و زاویه ورودی چرخ فرمان. به دلیل اینکه چنین سیستمی غیر خطی است کنترل آن دشوار است. روش کنترلی PID  در امتداد کنترل خطی است و نقصهای فراوانی را برای موضوعات غیر خطی شدید داراست. اما کنترل فازی در مرجع( 2 ) به کنترل غیر خطی تعلق دارد و به علاوه هوشمند هم هست و کمتر به مود ریاضی  وابسته است. بنابر این اگر این دو روش با یکدیگر ترکیب شوند، سیستم کنترلی هوشمندی فراهم می شود که برای سیستمهای غیر خطی می توان از آن استفاده نمود. در ضمن کنترل فازی ساختار تعیین شده کنترل PID را داراست به طوری که روش کنترل فازی PID می تواند برای بهبود عرضی خودروها هنگامی که در حال چرخش هستند مورد استفاده قرار بگیرد. این مقاله ارتباط مابین نرخ انحراف، نیرو چسبندگی عرض و عمودی نیرو ترمزگیری را هنگامی که خودرو در سرعتهای بالا قرار دارد، در نظر گرفته است. این مقاله یک کنترل کننده فازی PID را طراحی می کند به طوریکه پارامترها به صورت خود تنظیم عمل می‌کنند(7). این کنترل کننده مقادیر مختلفی مابین نرخ انحراف واقعی و مرجع و همچنین نرخ تغییر را به عنوان ورودی دریافت می کند. از طرف دیگر از ممان کوپلی نوسانات عرضی اضافی نیز به عنوان متغیر خروجی استفاده می کند. هنگامی که سرعت یک خودور بالا است، بر اساس ABS خودرو و قضاوت پارامتر وضعیت پایداری عرضی و کنترل ممان، ممان اضافی نوسانات عرضی به صورت دینامیکی تنظیم می شود. با توجه به مقایسه نتایج شبیه سازی کنترل PID فازی خودرو با نتایج کنترلی صرفا ABS، نرخ انحراف خودرو و زاویه لغزش جانبی چرخ جلو توسط کنترل PID فازی خود تنظیم، می تواند پایداری عرضی خودور را هنگامی که خودرو در پیچ جاده در حال حرکت است در سرعت بالا به طور موثری بهبود بخشد...