Yüksek hızlı demiryolutaşıt titreşimlerinin uyarlamalı kontrolü

Abstract

Bu tez çalışmasında yüksek hızlı bir demiryolu taşıtında yolcu konforunun arttırılması gayesiyle tren gövdesinde meydana gelen düşey titreşimlerin uyarlamalı kontrolör vasıtasıyla bastırılması amaçlanmıştır. Kontrolör tasarımı gerçekleştirilecek demiryolu taşıtının düşey hareketleri dikkate alınarak modellenmiştir. Çalışmada, yüksek hızlı bir demiryolu aracının seyir kalitesinin artırılması ve düşey titreşimlerinin bastırılması amaçlanmıştır. Oluşturulan demiryolu taşıt modeli on serbestlik dereceli olup bunlar, taşıt gövdesi ve iki adet bojinin düşey ve kafa vurma hareketleri ile dört adet tekerlek setinin düşey hareketlerini kapsamaktadır. Demiryolu kaynaklı bozucu etkiler nedeni ile oluşan düşey titreşimlerin bastırılması ve seyir kalitesinin artırılması için iki farklı uyarlamalı kontrolör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan kontrolörlerden ilki Model Referans Uyarlamalı Kontrolör (MRUK) olup, ikincil süspansiyon sisteminde var olabilecek belirsizlikleri içermektedir. İkinci kontrolör tasarımında ise demiryolu taşıtı düşey titreşimleri magnetoreolojik (MR) damper yardımıyla yarı aktif bir yöntemle kontrol edilerek bastırılmıştır. Bu süspansiyon sistemi tasarımında MR damperler ön ve arka bojilerle gövde arasına ikincil süspansiyonlara paralel olacak şekilde konumlandırılmıştır MR damper yardımıyla sistem titreşimleri yarı aktif kontrol edilirken ikincil süspansiyon sisteminde var olabilecek belirsizliklerin yanı sıra MR damper belirsizlikleri de ele alınmıştır. Tasarlanan aktif ve yarı aktif süspansiyon sistemlerinin etkinliği zaman ve frekans alanlarında süspansiyonların kontrolörsüz pasif hallerine ait sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Aktif ve yarı-aktif süspansiyon sistemi tasarımları ile sistem belirsizliklerinin varlığına karşın sistem kararlılığı garanti altına alınmış ve taşıt gövdesinde meydana gelen titreşimler bastırılarak seyir güvenliği ve yolcu konforu artırılmıştır.