Journal of Control

fa تخمین غیرخطی مقید ضریب اصطکاک جاده و لغزش چرخ برای کنترل سیستم ترمز ضدقفل Constrained Nonlinear Estimation of Road Friction Coefficient and Wheel Slip for Control of Anti-Lock Braking System تخصصي Special پژوهشي Research paper <div style="text-align: justify;">در طراحی سیستم ترمز ضدقفل، برخی از پارامترها و حالت ها مثل ضریب اصطکاک جاده و لغزش طولی چرخ، توسط سنسور قابل ‌اندازه‌گیری نبوده و باید با استفاده از دیگر پارامترهای قابل اندازه گیری، تخمین زده شوند. اثرات غیرخطی در مدل خودرو و نیروهای تایر، استفاده از یک تخمین‌گر غیرخطی را ضروری می نماید. از طرفی در نظر گرفتن قیدهای متناسب با فیزیک سیستم و شرایط جاده می تواند دقت تخمین گر را در شرایط واقعی افزایش دهد. در این مقاله ضمن طراحی فیلتر کالمن توسعه یافته برای سیستم ترمز ضدقفل، الگوریتم این تخمین گر چنان اصلاح می گردد تا تاثیر قیود فیزیکی مربوط به ضریب اصطکاک جاده  و لغزش چرخ در آن لحاظ شود. عملکرد تخمین گر مقید طراحی شده در مقایسه با حالت نامقید متداول مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. در ادامه، یک کنترل کننده غیرخطی مبتنی بر پیش بین برای محاسبه ی گشتاور ترمزی طراحی می گردد تا با استفاده از اطلاعات تخمین، گشتاور ترمزی را کنترل کرده و از لغزش تایر و قفل شدن آن جلوگیری نماید. برای کاهش خطای ناشی از تخمین مقید در عملکرد کنترلی، تکنیک فیدبک انتگرالی به کنترل‌کننده طراحی شده اضافه می گردد. نتایج شبیه سازی‌ها نشان می دهد که ضمن بهبود عملکرد کنترل در حضور خطای تخمین و دیگر نامعینی ها، از نوسانی شدن سیگنال کنترلی با فرکانس<span dir="LTR"></span>های بالا جلوگیری می گردد. <div dir="ltr"></div></div> <div style="text-align: justify;">In designing the anti-lock braking system (ABS), some states and parameters of vehicle system such as road friction of coefficient and wheel slip should be estimated due to lack of cost effective and reliable sensors for direct measurement. Because of nonlinear characteristics of vehicle dynamics and tire forces, development of a nonlinear estimation algorithm is necessary. However, consideration of physical constraints can enhance the accuracy and reliability of estimation algorithm in real situations. In this paper, the extended Kalman filter (EKF) is applied for the ABS and its algorithm is modified in way that the physical limitations of road friction and wheel slip could be considered. The performance of the modified EKF in the constrained case is compared with the conventional EKF. At the rest of paper, a nonlinear predictive-based controller is analytically designed for the ABS and combined with the proposed constrained estimation algorithm. In order to decrease the effect of estimation errors on tracking performance, the integral feedback technique is combined with the control strategy. The simulation results indicate that not only the proposed algorithm improves the tracking accuracy in the presence of uncertainties, but also the control signal oscillations with high frequency will be prevented.</div> سیستم ترمز ضدقفل, تخمین‌گر غیرخطی مقید, تخمین ضریب اصطکاک, کنترل‌کننده‌ غیرخطی, فیدبک انتگرال. Anti-lock braking system (ABS), Constrained nonlinear estimation, Road friction of coefficient, predictive control, Integral feedback. 67 78 http://joc.kntu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-488-3&slc_lang=fa&sid=1 Masoud Azizi مسعود عزیزی ma_azizi@sut.ac.ir 10031947532846008243 10031947532846008243 No Sahand University of Technology گروه مهندسی مکانیک،دانشکده مهندسی مکانیک،دانشگاه صنعتی سهند تبریز،تبریز،ایران mehdi Mirzaei مهدی میرزایی mirzaei@sut.ac.ir 10031947532846008244 10031947532846008244 Yes Sahand University of Technology گروه مهندسی مکانیک،دانشکده مهندسی مکانیک،دانشگاه صنعتی سهند تبریز،تبریز،ایران Taha Falahati nodeh طه فلاحتی نوده ta_falahati@sut.ac.ir 10031947532846008245 10031947532846008245 No Sahand University of Technology گروه مهندسی مکانیک،دانشکده مهندسی مکانیک،دانشگاه صنعتی سهند تبریز،تبریز،ایران Sadra Rafatnia صدرا رفعت نیا sa_rafatnia@sut.ac.ir 10031947532846008246 10031947532846008246 No Sahand University of Technology گروه مهندسی مکانیک،دانشکده مهندسی مکانیک،دانشگاه صنعتی سهند تبریز،تبریز،ایران