كنترل پيش‌بين مقاوم براي سيستم تعليق فعال داراي نامعيني‌هاي پارامتري با استفاده از نامعادلات ماتريسي خطي

Robust model predictive control for active suspension system using linear matrix inequalities

اين مقاله يك روش كنترل پيش بين مقاوم را با استفاده از نامعادلات ماتريسي خطي براي سيستم تعليق فعال خودرو با نامعيني‌هاي پارامتري ارائه مي كند. از آنجا كه هدف سيستم تعليق بهبود راحتي سفر و جاده‌پذيري ضمن ارضاي قيود سيستم تعليق نظير حد جابجايي تعليق و حداكثر مجاز نيروي كنترلي است، از روش كنترل پيش بين كه از متداول‌ترين روش‌هاي كنترل در مسايل بهينه سازي مقيد مي باشد، استفاده شده است. همچنين جهت لحاظ كردن قيود تعليق در طراحي كنترل كننده از ابزار نامعادلات خطي استفاده شده است كه در آن پايداري سيستم تعليق طراحي شده در صورت برآورده شدن نامعادلات ماتريسي خطي اثبات مي شود. از طرفي وجود نامعيني‌هاي پارامتري در سيستم تعليق اجتناب ناپذير است. در مقاله حاضر، با توسعه و محاسبه نامعادلات ماتريسي خطي جديد، روش كنترل پيش بين پيشنهادي با عملكرد مقاوم در برابر نامعيني هاي پارامتري طراحي شده است. به منظور ارزيابي عملكرد سيستم كنترل پيشنهادي، كنترل‌كننده‌ پيش بين طراحي شده بر مدلي از سيستم تعليق فعال يك چهارم خودرو در حضور نامعيني‌هاي پارامتري اعمال مي شود. نتايج شبيه سازي نشان مي دهند كه روش پيشنهادي كنترل پيش بين مقاوم عملكرد خوبي را با وجود نامعيني پارامتري داشته و در ارضاي قيود سيستم تعليق به خوبي عمل مي كند. همچنين نتايج شبيه سازي با پروفايل هاي جاده مختلف، نشان دهنده مستقل بودن روش كنترل پيش بين پيشنهادي از تحريك‌هاي جاده است.

In this article, a robust model predictive control (RMPC) using linear matrix inequalities (LMIs) is proposed for vehicle suspension design with parameter uncertainties. Since, in vehicle suspension design, it is desired to improve ride comfort and road holding while satisfying suspension constraints such as suspension deflection and maximum of control input, model predictive control is proposed which is among the most common approaches in constrained optimization problems. On the other hand, to handle suspension constraints, linear matrix inequalities are utilized here. Stability of the designed suspension system is proved, if the proposed linear matrix inequalities are feasible. In addition, uncertain parameters in suspension system are inevitable. In this paper, model predictive control is extended to care for parameter uncertainties by proposing new LMIs. To evaluate the effectiveness of the proposed approach, the proposed control method is applied to quarter car suspension model with parameter uncertainty. Simulation results endorse that the designed controller shows a competitive robust performance while satisfying suspension constraints existing parameter uncertainties. Moreover, simulations with different road profiles, show that the proposed controller is independent from various road excitations.