شناسايي مدل غيرخطي جديد براي ميراگر MR و استفاده از آن در كنترل سيستم تعليق نيمه فعال خودرو

Identification of a new non-linear model for MR damper and its application in control of vehicle semi-active suspension system

در مقاله حاضر يك مدل غيرخطي جديد براي ميراگر مغناطيسي MR بر پايه مدل بوك‌-ون ساده شناسايي و ارائه مي‌شود كه علي­رغم دارا بودن خاصيت غيرخطي هيسترزيس، نسبت به جريان الكتريكي خطي است. اين مزيت باعث مي‌شود كه بتوان به راحتي از اين مدل به عنوان مدل معكوس در سيستم كنترلي تعليق نيمه فعال خودرو جهت تبديل نيرو به جريان الكتريكي استفاده كرد. همچنين براي ارزيابي بهتر مدل پيشنهادي، يك مدل چند جمله‌اي غير هيسترزيسي مشابه با آنچه كه در مراجع وجود دارد، براي ميراگر مغناطيسي طراحي شده است. مقايسه دقت مدل‌ها نشان مي­دهد كه مدل بوك-‌ون ارائه شده در هر دو حالت مستقيم و معكوس در نواحي سرعت پايين دقت بالاتري نسبت به مدل چندجمله ­اي دارد. در گام دوم، يك كنترل‌كننده بهينه براي محاسبه‌ي نيروي فعال سيستم تعليق طراحي و در كنار مدل‌هاي معكوس شناسايي شده، استفاده شده است. نتايج شبيه ­سازي براي كنترل سيستم تعليق خودرو در حالتهاي فعال و نيمه­ فعال با دو مدل ميراگر بر روي يك جاده استاندارد ارائه مي­شوند. مشاهده مي‌گردد كه از بين دو مدل معكوس طراحي شده، مدل بوك - ‌ون پيشنهادي، عملكرد بهتري در كنترل سيستم تعليق نيمه‌فعال دارد. همچنين، با افزايش دامنه سرعت ميراگر در سيستم تعليق نتايج دو مدل تعليق نيمه فعال به هم نزديك­تر مي‌شوند.

In this paper, a new nonlinear model for magnetorheological (MR) damper based on the bouc-wen model is identified. This model including the hysteresis loop is linear with respect to the input current. This advantage makes it easy to use the proposed model in semi-active suspension systems as the inverse model. For better comparison, a polynomial model developed in the prevalent papers is also designed. The performance evaluation of two models shows that the proposed bouc-wen model has higher accuracy in the smaller velocity area. At the rest of the paper, an LQR controller designed for calculation of the active suspension force is integrated with the two identified inverse models. The simulation studies are carried out for active and semi-active suspension systems on a standard road. The results show that the simplified nonlinear bouc-wen model has better performance in controlling the semi active suspension system compared with the other models. In high amplitude velocities of the damper, the performance of two models is close to each other.