Taşıt titreşimlerinin manyetoreolojik damper esaslı simülasyon çevriminde donanım yöntemi ile doğrusal olmayan adaptif kontrolü

Abstract

Bu tezde, sürüş konforunu olumsuz yönde etkileyen düşey taşıt titreşimleri, kurulan yarım taşıt modeli yardımıyla incelenmiş ve MR (manyetoreolojik) damper yardımıyla bu titreşimlerin bastırılması üzerinde durulmuştur. Yarım taşıt modelini ölçeklemeden birebir olarak laboratuvar ortamında deneysel olarak kurmak oldukça zor ve maliyetli bir iştir. Hem bu zorlukların üstesinden gelmek hem de deneysel çalışmalara yakın sonuçlar elde etmek amacıyla, bu çalışmada Simülasyon Çevriminde Donanım (SÇD) yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemdeki temel mantık, simülasyondaki özellikle doğrusal olmayan bazı kısımların deneysel olarak kurulması ve deneysel sistemden elde edilen ölçüm verilerinin anlık olarak simülasyonda kullanılmasıdır. Bu tez çalışmasında, yarım taşıt modeli süspansiyonlarında kullanılan MR damperler doğrusal olmayan histeresiz karaktere sahip oldukları için, matematiksel olarak modellenmeleri zordur. Bu yüzden bu çalışmada, MR damperler deneysel olarak kurulmuş ve damperlerden elde edilen deneysel ölçüm verileri simülasyona anlık olarak beslenmiştir. Böylece, simülasyonlarda MR dampere ait gerçek veriler kullanılmıştır. MRdamperler kendisine uygulanan gerilime bağlı olarak sönüm kuvvetleri değişebilen yarı aktif damperlerdir. Dolayısıyla MR damperlere gönderilecek gerilimin belirlenmesi için kontrolör tasarımı gereklidir. MR damper doğrusal olmayan karaktere sahip olduğu için, doğrusal olmayan kontrol yöntemleri daha başarılı sonuçlar verir. Bu yüzden bu çalışmada doğrusal olmayan adaptif kontrol tasarımı yapılmıştır. Taşıtlar yolda seyir halindeyken yol profilini anlık olarak ölçülmesi için xix ekstra sensörler gerekir. Anlık yol profili ölçümü maliyetlidir ve ayrıca ölçümün doğruluğu da hava şartlarına bağlıdır (yağmur, kar vb.). Bu yüzden tasarlanan adaptif kontrolör literatürde bahsedilen önceki çalışmalardan farklı olarak, yol girişinin ölçülmesine ihtiyaç duymayacak şekilde tasarlanmıştır. Bunun için yolun, farklı frekans, farklı genlik ve farklı faz değerlerine sahip bilinmeyen ve birbirinden farklı sinüzoidallerin toplamından oluştuğu varsayılmıştır ve yol şartlarını tahmin eden gözlemleyici tasarımı yapılmıştır. Sonuç olarak bu tez çalışmasında, MR damperli süspansiyonlara sahip bir yarım taşıtın düşey titreşimlerinin bastırılması için, yol ölçümüne ihtiyaç duymayan bir doğrusal olmayan adaptif kontrolör tasarımı yapılmıştır. Önerilen yöntemin cevapları, değişik yol girişleri durumunda, MR dampere herhangi bir gerilimin gönderilmediği durum olan pasif durum ve yolun ölçüldüğü varsayımı ile tasarlanan doğrusal olmayan adaptif kontrol durumları ile nümerik simülasyonlar ve SÇD yöntemi kullanılarak karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, zaman ve frekans alanında elde edilen grafikler ve bazı performans kriterleri kullanılarak incelenmiştir.