تخمین مقدار لغزش طولی مطلوب سیستم ترمز ضدقفل با استفاده از الگوریتم جستجوی اکسترمم و روش فازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران

2 دانشیار، بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران

چکیده

سیستم ترمز ضد­قفل (ABS) خودرو با تنظیم ضریب لغزش طولی در مقدار بهینه­اش، نیروی طولی تایر را در بیشترین مقدار خود قرار می­دهد. بدین ترتیب گشتاور ترمزی مناسب به خودرو اعمال شده و علاوه بر جلوگیری از قفل شدن چرخ­ها، فاصله توقف خودرو نیز کاهش خواهد یافت. به دلیل وجود عوامل نامعین و با توجه به شرایط جاده، مقدار نیروی طولی بیشینه تایر متغیر است، به همین دلیل استفاده از یک مقدار ثابت برای لغزش طولی مطلوب مناسب نیست. برای حل این مشکل در این مقاله مقدار لغزش طولی مطلوب در هر لحظه با توجه به شرایط جاده و با استفاده از الگوریتم جستجوی اکسترمم مبتنی بر مد لغزشی در ترکیب با روش فازی برای بیشینه شدن نیروی طولی تایر استفاده می­شود. سپس کنترل­کننده پیش­بین غیرخطی، با تنظیم مقدار لغزش طولی در مقدار مطلوب محاسبه شده، مقدار گشتاور ترمزی مناسب را در هر لحظه پیدا می­کند. شبیه­سازی بر روی مدل غیرخطی خودرو  انجام گرفته و نتایج این شبیه­سازی عملکرد مناسب سیستم کنترلی طراحی شده و تاثیر استفاده از لغزش طولی مطلوب به صورت لحظه­ای در کاهش فاصله توقف را نشان می­دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Mirzaeinejad H., Mirzaei M., A novel method for non-linear control of wheel slip in anti-lock braking systems, Control Engineering Practice, Vol. 18, No. 8, pp. 918-926, 2010.
  •    Harifi A., Aghagolzadeh A., Alizadeh G., Sadeghi M., Designing a sliding mode controller for slip control of antilock brake systems, Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Vol. 16, No. 6, pp. 731-741, 2008.
  • Hsu C.F., Intelligent exponential sliding-mode control with uncertainty estimator for antilock braking systems, Neural Computing and Applications, Vol. 27, No. 6, pp. 1463-1475, 2016.
  • Lee Y., Zak S.H., Designing a genetic neural fuzzy antilock-brake-system controller, IEEE Transactions on Evolutionary Computation, Vol. 6, No. 2, pp. 198-211, 2002.
  • Patel N., Edwards C., Spurgeon S.K., Optimal braking and estimation of tyre friction in automotive vehicles using sliding modes, International Journal of Systems Science, Vol. 38, No. 11, pp. 901-912, 2007.
  • Zhang C., Ordóñez R., Extremum-Seeking Control and Applications a Numerical Optimization-Based Approach, London: Springer, pp. 47-65, 2012.
  • Drakunov S., Ozguner U., Dix P., Ashrafi B., ABS control using optimum search via sliding modes, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 3, No. 1, pp. 79-85, 1995.
  • Unsal C., Kachroo P., Sliding mode measurement feedback control for antilock braking systems, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol. 7, No. 2, pp. 271-281, 1999.
  • Haskara I.b., O¨zgu¨ner U.m., Winkelman J., Extremum Control for Optimal Operating Point Determination and Set Point Optimization Via Sliding Modes, Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 122, No. 4, pp. 719-724, 2000.
  • Chih-Min L., Hsu C.F., Neural-network hybrid control for antilock braking systems, IEEE Transactions on Neural Networks, Vol. 14. No. 2, pp. 351-359, 2003.
  • Jacquet A., Chamaillard Y., Basset M., Gissinger G., Frank D., Garcia J.P., Anti-Lock Braking System Using Predictive Control and On-Line Tire/Road Characteristics Estimation, IFAC Proceedings Volumes, Vol. 41, No. 2, pp. 2099-2104, 2008.
  • Dinçmen E., Güvenç B.A., Acarman T., Extremum-Seeking Control of ABS Braking in Road Vehicles With Lateral Force Improvement, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol. 22, No. 1, pp. 230-237, 2014.
  • Dincmen E., Extremum seeking control of uncertain systems, TWMS Journal of Applied and Engineering Mathematics, Vol. 7, No. 1, pp. 131-141, 2017.
  • Wang B., Huang X., Wang J., Guo X., Zhu X., A robust wheel slip ratio control design combining hydraulic and regenerative braking systems for in-wheel-motors-driven electric Vehicles, Journal of the Franklin Institute, 352, No. 2, pp. 577-602, 2015.
  • Abudhahir A.M.B.a.A., Adaptive fuzzy sliding mode controller for wheel slip control in antilock braking system, Journal of engineering research, Vol. 4, No. 2, pp. 132-150, 2016.
  • Mirzaei M., Mirzaeinejad H., Fuzzy Scheduled Optimal Control of Integrated Vehicle Braking and Steering Systems, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, Vol. 22, No. 5, pp. 2369-2379, 2017.
  • Mirzaeinejad H., Robust predictive control of wheel slip in antilock braking systems based on radial basis function neural network, Applied Soft Computing, Vol. 70, pp. 318-329, 2018.
  • Shi Q., Wang M., He Z., Yao C., Wei Y. and He L., A Fuzzy-based Sliding Mode Control Approach for Acceleration Slip Regulation of Battery Electric Vehicle. Chinese Journal of Mechanical Engineering, Vol. 35, No.1 , pp.1-11, 2022.
  • Marzbanrad A., Bruzelius F. and Jacobson B., Enhanced Sliding Mode Wheel Slip Controller for Heavy Goods Vehicles, EuroBrake, EB2020- IBC-012, 2020.
  • Qi, G., Fan, X., Zhu, S., Chen, X., Wang, P. and Li, H., Research on Robust Control of Automobile Anti-lock Braking System Based on Road Recognition. JJMIE, Vol. 16, No. 3, 2022.
  • Qiu, Y. and Dai, Z., Adaptive constrained antilock braking control under unknown time-varying slip-friction characteristics. Nonlinear Dynamics, Vol. 108, No. 4, pp.3467-3484, 2022.
  • Tchamna R., Youn E., Youn I., Combined control effects of brake and active suspension control on the global safety of a full-car nonlinear model, Vehicle Syst. Dyn., Int. J. Vehicle Mech. Mobility, vol. 52, pp. 69-91. 2014.
  • Smith D. E., & Starkey J. M., Effect of model complexity on the performance of automated vehicle steering controllers: Model development, validation and comparison. Vehicle System Dynamics, 24, pp.163–181, 1995.
  • Mirzaeinejad H., Optimization-based nonlinear control laws with increased robustness for trajectory tracking of non-holonomic wheeled mobile robots, Journal of Transportation Research Part C, 101, pp.1-17, 2019.
  • Mirzaeinejad H., Mirzaei M., Rafatnia S., A novel technique for optimal integration of active steering and differential braking with estimation to improve vehicle directional stability, ISA Transactions, 80, pp.513-527, 2018.
  • Jafari M., Mirzaei M., Mirzaeinejad H., Optimal nonlinear control of vehicle braking torques to generate practical stabilizing yaw moments, International Journal of Automotive and Mechanical Engineering, 11, pp.26-39 ,2015.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار