دوره 11، شماره 3 - ( مجله کنترل، جلد 11، شماره 3، پاییز 1396 )
جلد 11 شماره 3,1396 صفحات 34-25 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Abdi B, Mirzaei M, Rafatnia S, Akbari Alvanagh A. Analytical Design of Constrained Nonlinear Optimal Controller for Vehicle Active Suspension System considering the Limitation of Hydraulic Actuator . JoC 2017; 11 (3) :25-34
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-397-fa.html
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-397-fa.html
عبدی بهمن، میرزائی مهدی، رفعت نیا صدرا، اکبری الوانق احمد. طراحی تحلیلی کنترل کننده بهینه ی غیرخطی مقید برای سیستم تعلیق فعال خودرو با درنظر گرفتن محدودیت دینامیک عملگر. مجله کنترل. 1396; 11 (3) :25-34
بهمن عبدی1 
، مهدی میرزائی* 1، صدرا رفعت نیا1 ، احمد اکبری الوانق1
، مهدی میرزائی* 1، صدرا رفعت نیا1 ، احمد اکبری الوانق1
1- دانشگاه صنعتی سهند تبریز
چکیده: (25862 مشاهده)
در این مقاله، یک قانون کنترل بهینه‌ی غیرخطی مقید برای سیستم تعلیق فعال خودرو با در نظر گرفتن محدودیت دینامیک عملگر هیدرولیکی به صورت تحلیلی توسعه داده می‌شود. در استخراج این قانون کنترلی جدید، اثرات غیرخطی¬ در نیروهای فنر، میرایی و عملگر هیدرولیکی در نظر گرفته شده است. ورودی کنترلی سیستم، جابجایی قرقره شیر هیدرولیک است که درعمل محدود بوده و باید قید آن در استخراج قانون کنترلی لحاظ شود. در روش پیشنهادی، ابتدا مسئله‌ی کنترلی مذکور با استفاده از ایده‌ی پیش‌بین و با تشکیل شاخص عملکردی که ترکیب وزن‌داری از پاسخ‌های پیش‌بینی شده‌ی سیستم غیرخطی و ورودی کنترلی است به یک مسئله بهینه‌سازی غیرخطی مقید تبدیل می‌شود. سپس این مسئله بهینه سازی با استفاده از قضیه‌ی کن- تاکر بصورت تحلیلی حل شده و قانون کنترل بهینه‌ی مقید برای سیستم تعلیق بدست می‌آید. قانون بدست آمده به شکل بسته بوده و برای حل و پیاده‌سازی راحت می‌باشد. در نهایت، عملکرد کنترل کننده‌ی پیشنهادی با استفاده از شبیه سازی مدل خودرو روی یک جاده با ورودی تصادفی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. نتایج نشان‌دهنده کاهش چشمگیر شتاب بدنه و بهبود راحتی سفر با استفاده از ورودی کنترلی محدود شده می‌باشد. ضمن اینکه دیگر پاسخ‌های سیستم تعلیق اعم از جابجایی تعلیق و جابجائی تایر نیز در وضعیت مناسبی می‌باشند.
فهرست منابع
1. Mirzaei, M. and R. Hassannejad, (2007), "Application of genetic algorithms to optimum design of elasto-damping elements of a half-car model under random road excitations". Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-body Dynamics. 221(4): p. 515-526. [DOI:10.1243/14644193JMBD101]
2. Jalili, N. and E. Esmailzadeh, (2001), "Optimum active vehicle suspensions with actuator time delay". Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. 123(1): p. 54-61. [DOI:10.1115/1.1345530]
3. Xiao, L. and Y. Zhu, (2015), "Sliding-mode output feedback control for active suspension with nonlinear actuator dynamics". Journal of Vibration and Control. 21(14): p. 2721-2738. [DOI:10.1177/1077546313514760]
4. ع. کرمی ملائی، (1395)، "طراحی کنترل کننده حالت لغزشی دینامیکی برای سیستم تعلیق فعال". مجله‌ی مهندسی مکانیک مدرس، دوره 16، شماره 2، ص ص51-58.
5. Marzbanrad, J., et al., (2004), "Stochastic optimal preview control of a vehicle suspension". Journal of sound and vibration. 275(3): p. 973-990. [DOI:10.1016/S0022-460X(03)00812-5]
6. Rao, L.G. and S. Narayanan, (2008), "Preview control of random response of a half-car vehicle model traversing rough road". Journal of Sound and Vibration. 310(1): p. 352-365.
7. Chen, H. and K.-H. Guo, (2005), "Constrained H∞ control of active suspensions: an LMI approach". IEEE Transactions on Control Systems Technology. 13(3): p. 412-421. [DOI:10.1109/TCST.2004.841661]
8. Du, H., W. Li, and N. Zhang, (2012), "Integrated seat and suspension control for a quarter car with driver model. Vehicular Technology", IEEE Transactions on. 61(9): p. 3893-3908.
9. Kim, C. and P. Ro, (1998), "A sliding mode controller for vehicle active suspension systems with non-linearities". Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. 212(2): p. 79-92. [DOI:10.1243/0954407981525812]
10. Alleyne, A. and J.K. Hedrick, (1995), "Nonlinear adaptive control of active suspensions. Control Systems Technology", IEEE Transactions on. 3(1): p. 94-101. [DOI:10.1109/87.370714]
11. Chien, T., et al., (2009), "Almost disturbance decoupling and tracking control for multi-input multi-output non-linear uncertain systems: application to a half-car active suspension system". Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering. 223(2): p. 215-228. [DOI:10.1243/09596518JSCE647]
12. Li, T.-H.S., C. Huang, and C. Chen, (2010), "Almost disturbance decoupling control of MIMO nonlinear system subject to feedback linearization and a feedforward neural network: application to half-car active suspension system". International Journal of Automotive Technology. 11(4): p. 581-592. [DOI:10.1007/s12239-010-0070-9]
13. Fateh, M.M. and S.S. Alavi, (2009), "Impedance control of an active suspension system". Mechatronics. 19(1): p. 134-140. [DOI:10.1016/j.mechatronics.2008.05.005]
14. Lin, J., et al., (2009), "Enhanced fuzzy sliding mode controller for active suspension systems". Mechatronics. 19(7): p. 1178-1190. [DOI:10.1016/j.mechatronics.2009.03.009]
15. Gordon, T., (1995), "Non-linear optimal control of a semi-active vehicle suspension system". Chaos, Solitons & Fractals. 5(9): p. 1603-1617. [DOI:10.1016/0960-0779(94)00166-N]
16. Mirzaei, M., et al., (2008), "An optimal approach to non-linear control of vehicle yaw dynamics". Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering. 222(4): p. 217-229. [DOI:10.1243/09596518JSCE444]
17. Mirzaeinejad, H. and M. Mirzaei, (2010), "A novel method for non-linear control of wheel slip in anti-lock braking systems". Control Engineering Practice. 18(8): p. 918-926. [DOI:10.1016/j.conengprac.2010.03.015]
18. Elijah, P., Optimization: Algorithms and consistent approximations. 1997, Springer Verlage Publications.
19. Naidu, D.S., Optimal control systems. 2002: CRC press.
20. Loxton, R., et al., (2009), "Optimal control problems with a continuous inequality constraint on the state and the control". Automatica. 45(10): p. 2250-2257. [DOI:10.1016/j.automatica.2009.05.029]
21. Mashayekhi, S., Y. Ordokhani, and M. Razzaghi, (2012), "Hybrid functions approach for nonlinear constrained optimal control problems". Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. 17(4): p. 1831-1843. [DOI:10.1016/j.cnsns.2011.09.008]
22. Malekshahi, A. and M. Mirzaei, (2012), "Designing a non-linear tracking controller for vehicle active suspension systems using an optimization process". International Journal of Automotive Technology. 13(2): p. 263-271. [DOI:10.1007/s12239-012-0023-6]
23. Sun, W., H. Gao, and O. Kaynak, (2015), "Vibration isolation for active suspensions with performance constraints and actuator saturation". Mechatronics, IEEE/ASME Transactions on. 20(2): p. 675-683 [DOI:10.1109/TMECH.2014.2319355]
24. Rao, S.S. and S. Rao, Engineering optimization: theory and practice. 2009: John Wiley & Sons. [DOI:10.1002/9780470549124]
25. Patriksson, M., et al., Introduction to Continuous Optimization. 2013: Studentlitteratur
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
