بررسي اثر درجات آزادي سيستم تعليق در كنترل غيرخطي پايداري و چرخش حول محور طولي خودرو با استفاده از كنترل كننده مد لغزشي

The Investigation of Increasing the Degree of Freedom on Improvement of Stability and Reduction of Rollover by using Sliding Mode Control Method

سيستم كنترل پايداري جز سيستم ­هاي ايمني فعال براي خودروها به منظور كنترل حركت ديناميكي خودرو در مانورهاي خطرناك مي‌باشد. درمقاله حاضر ابتدا شبيه‌سازي سيستم تعليق غير‌فعال 4 درجه آزادي انجام شده و سپس به منظور بهبود عملكرد سيستم كنترلي، يك سيستم تعليق 6 درجه آزادي با اضافه كردن جرم به قسمت فنربندي نشده سيستم تعليق 4 درجه آزادي و استفاده از ميراگر نيمه‌فعال هيبردي توسعه داده‌شده است. با اتخاذ اين رويكرد جديد، مدل 4 درجه آزادي به مدل 6 درجه آزادي نيمه‌فعال هيبريدي تبديل مي‌شود. براي بررسي كنترل ­پذيري سيستم با افزايش درجات آزادي، سيستم تعليق نيمه‌فعال هيبريدي جديد 8 درجه آزادي با تركيب مدل 4 و 6 درجه آزادي طراحي و شبيه سازي كنترل­ كننده مود لغزشي براي اين سيستم­ ها انجام شده است و با روش كنترلي PID نيز مقايسه گرديده است. براي شبيه سازي و تحليل ديناميكي از نرم افزارمتلب استفاده مي‌شود. داده هاي ورودي از مدل سازي حركت يك خودرو در نرم­ افزار كارسيم استخراج شده است. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه افزايش درجات آزادي به همراه به كارگيري دمپر نيمه‌فعال هيبريدي منجر به پايداري بهتر و خوش‌فرماني بيشتر خودرو مي‌شود.

Stability control system is a part of active safety systems in vehicles which is designed to control the vehicles’ dynamic motion in emergency maneuvers. In the present study, design and simulation of sliding mode controller has initially been conducted for a suspension system with 4 degrees of freedom (4 DOFs). In order to improve the efficiency of controlling system, a new suspension system with 6 DOFs and using hybrid semi-active damper is developed. By employing this novel approach, the passive model with 4 degrees of freedom is modified to hybrid semi-active model with 6 DOFs. Thereupon, to examine the effects of enhancing of DOF on the stability, a new hybrid semi-active suspension system with 8 DOFs by combining passive 4 DOFs and hybrid semi-active 6 DOFs suspension system is designed and simulated. Numerical results from a typical vehicle that is simulated in CarSim are the input for MATLAB simulation. Investigations show that increasing DOFs accompany with applying hybrid semi-active damper lead to better stability and good handling characteristics of vehicle.