Çeyrek taşıt sisteminin MR sönümleyici ile uyarlamalı yarı aktif kontrolü

Abstract

Bu tezde, manyetoreolojik (MR) sönümleyicili taşıt süspansiyon sisteminin titreşimlerini azaltmaya yönelik doğrusal olmayan uyarlamalı bir kontrolör tasarımı ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan kontrolörün etkinliği laboratuvar ortamında kurulan gerçek ölçekli çeyrek taşıt deney düzeneği üzerinde test edilmiştir. Kontrolör tümsek ve rastgele yol girişi olmak üzere iki farklı senaryo düşünülerek değerlendirilmiştir. İlk durumda tüm sistem parametrelerinin bilindiği kabul edilmiştir. Bu kontrol yaklaşımı EMK (exact model knowledge) kontrol olarak bilinmektedir. Tümsek yol girişi altında kontrolör etkinliği MR sönümleyicinin bağlı olmadığı `Serbest?, MR sönümleyicinin bağlı olduğu ancak herhangi bir gerilim uygulanmadığı `Pasif (MR)? ve MR sönümleyiciye sabit bir volt gerilim uygulandığı durumlar ile karşılaştırılmıştır. Ele alınan rastgele giriş durumunda ise çeyrek taşıt modeli ve MR sönümleyici parametrelerinin bilinmediği kabul edilmiştir. Bu belirsizlikler altında kontrolör etkinliği serbest ve pasif (MR) durumlar ile karşılaştırılmıştır. Süspansiyon sitemlerinin kontrolünde yaygın bir şekilde kullanılan lineer kontrol yaklaşımlarından Skyhook, LQG (linear quadratic gaussian) ve H-inf kontrole ait temel bilgiler verilmiş ve bu kontrol yapıları ile uyarlamalı kontrolörün performansı simülasyon ortamında karşılaştırılmıştır. Uyarlamalı kontrolün, sistem ve MR sönümleyici parametrelerindeki belirsizlikler altında sürüş konforu, yol tutuşu ve süspansiyon çalışma aralığı gibi süspansiyon sistemlerini değerlendirmede kullanılan kriterleri karşılaştırıldığı durumlara göre iyileştirdiği görülmüştür. Kontrolcünün belirsiz parametrelerin tahminindeki başarısı da açık şekilde ortaya konmuştur.Anahtar Kelimeler: Süspansiyon; MR Sönümleyici; Uyarlamalı kontrolör; Çeyrek taşıt.

This thesis is concerned with vibration mitigation of a quarter car model using a semiactive magnetorheological (MR) damper. An experimental setup was constructed to test the eficiency of proposed adaptive controller. Adaptive controller is evaluated by considering two case studies which are bump and random road inputs. In the first case, all system parameters are assumed as known. This approach is known as EMK(exact model knowledge) controller. In the bump case, the performance of controllers is evaluated among uncontrolled (without MR damper), passive damper (MR damper is attached but not supplied with electricity) and constant case (supplied with constant one volt). In random case all system parameters are assumed as unknown and efficiency of controller is compared with uncontrolled and passive damper cases under these uncertainties. Also, some fundamental knowledge is given about Skyhook, LQG and H-inf controller which are commonly used in the suspension control design. In addition, the effectiveness of the proposed controller has been validated in numerical simulations through comparisons with these controllers. Simulation results show that the adaptive controller scheme is able to achieve good performance in road holding and driving comfort despite the parametric uncertainty.Keywords: Suspension; MR damper; Adaptive controller; Quarter car.