کنترل لغزشی- تطبیقی سیستم تعلیق فعال 4/1 خودرو با عملگر هیدرولیکی با استفاده از سطح لغزش بهینه لگاریتمی
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوترسیدعلی ظهیری‌پور 1 * , رضا تفقدی اسراری 2 , علی‌اکبر جلالی 3 , سیدکمال‌الدین موسوی مشهدی 4
1 - دانشگاه علم و صنعت ايران
2 - دانشگاه علم و صنعت ايران
3 - دانشگاه علم و صنعت ايران
4 - دانشگاه علم و صنعت ايران
کلید واژه: سطح لغزش لگاریتمی سیستم تعلیق فعال عدم قطعیت کنترل تطبیقی مد لغزشی,
چکیده مقاله :
در این مقاله کنترل سیستم تعلیق فعال 4/1 خودرو با عملگر هیدرولیکی و با محوریت مد لغزشی، توأم با یک رویکرد تطبیقی انجام گرفته است. علت استفاده از کنترل مقاوم مد لغزشی، مقابله با انواع عدم قطعیت‌های ناشی از اثر اغتشاشات خارجی یا هرگونه رفتار غیر خطی موجود در سیستم است. در روش پیشنهادی، سطح لغزش با استفاده از یک استراتژی بهینه، جهت حداقل‌سازی یک تابع هزینه استخراج می‌شود که نتیجه آن یک سطح لغزش لگاریتمی است. دلیل پیشنهاد الگوریتم تطبیقی در این مقاله، وجود عدم قطعیت‌های غیر خطی، تغییرپذیر با زمان و دارای کران نامشخص در سیستم است. لازم به ذکر است که روش ارائه‌شده، ضمن آن که تأثیرات ناشی از عدم قطعیت پارامتری و همین طور اغتشاشات خارجی بر عملکرد سیستم را به طور چشم‌گیری کاهش می‌دهد، پایداری سیستم کنترلی لغزشی- تطبیقی را بر پایه تئوری پایداری لیاپانوف به اثبات می‌رساند.
In this paper, a quarter car active suspension system with a hydraulic actuator, has been controlled by sliding mode coupled with an adaptive approach. To deal with all kinds of uncertainty arising from the effect of external perturbation or the any nonlinear behavior system, sliding mode control has been used. In the proposed method the sliding surface, by using an optimal strategy to minimize the optimal cost function is derived, so the result is a logarithmic sliding surface. Adaptive algorithms proposed in this paper because of the nonlinear variability by time and not bounded uncertainty in the system. While the effects of parameter uncertainties and external disturbances to system performance have been dramatically reduced, the stability of control system proves based on the Lyapanof theory. The proposed control method has been done on a quarter car active suspension system with a hydraulic actuator. Simulation results of the proposed method show that the activation of suspension system by the proposed method increases its performance compare with the passive suspension system.
[1] M. Xin and J. Fei, "Adaptive sliding mode controller for vehicle suspension system," in Proc. Int. Conf. on Information Science and Technology, pp. 811-816, Mar. 2011.
[2] H. Y. Chen and S. J. Huang, "Adaptive sliding controller for active suspension system," in Proc. Int. Conf. on Control and Automation, vol. 1 pp. 282-287, Jun. 2005.
[3] S. Chantranuwathana and H. Peng, "Adaptive robust force control for vehicle active suspensions," Int. J. of Adaptive Control and Signal Processing, vol. 18, no. 2, pp. 83-102, Mar. 2004.
[4] J. Lin, R. J. Lian, C. N. Huang, and W. T. Sie, "Enhanced fuzzy sliding mode controller for active suspension systems," Mechatronics, vol. 19, no. 7, pp. 1178-1190, Oct. 2009.
[5] N. Yagiz, Y. Hacioglu, and Y. Taskin, "Fuzzy sliding-mode control of active suspensions," IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 55, no. 11, pp. 3883-3890, Nov. 2008.
[6] A. A. Wijaya, Wahyudi, R. Akmeliawati, and F. J. Darsivan, "Natural logarithm sliding mode control (ln-SMC) using EMRAN for active engine mounting system," in Proc. 11th Int. Conf. Control, Automation, Robotics, and Vision Singapore, pp. 1365-1369, Dec. 2011.
[7] S. A. Zahiripour and A. A. Jalali, "Designing an adaptive sliding - mode controller for car active suspension system using an optimal proportional - integral sliding surface," in Proc. Int.l Conf. on Future Information Technology and Management Science & Engineering Lecture Notes in Information Technology, vol. 14, pp. 248-255, Apr. 2012.
[8] Y. P. Chen and J. L. Chang, "A new method for constructing sliding surfaces of linear time - invariant systems," Int. J. of Systems Science, vol. 31, no. 4, pp. 417-420, Nov. 2010.
[9] F. Deepak, B. Bandyopadhyay, and L. Fridman, "Non - linear sliding surface: towards high performance robust control," IET Control Theory App.l, vol. 6, no. 2, pp. 235-242, Jan. 2010.
[10] R. Chuanbo, W. Liang, Z. Cuicui, and L. Lin, "Variable structure model following control for dual-input active suspension," in Proc. of IEEE, 6 pp., Wuhan, China, 25-26 Dec. 2010.
[11] S. Hui, Q. Wei, and W. Enrong, "The sliding model-following control for semi-active MR-vehicle suspension," in Proc. of 2nd Int. Conf. Information Engineering and Computer Science, pp. 351-354, Apr. 2010.
[12] B. Assadsangabi, M. Eghtesad, F. Daneshmand, and N. Vahdati, "Hybrid sliding mode control of semi-active suspension systems," Smart Mater. Struct, vol. 18, no. 12, pp. 1-10, Nov. 2009.
[13] B. L. Zhang, G. Y. Tang, and F. L. Cao, "Optimal sliding mode control for active suspension systems," in Proc. of the IEEE International Conf. on Networking, Sensing, and Control, pp. 351-356, Okayama, Japan, Mar. 2009.
[14] E. Chavez-Conde, F. Beltran-Carbajal, A. Blanco-Ortega, and H. Mendez-Azua, "Sliding mode and generalized PI control of vehicle active suspensions," in Proc. 18th IEEE Int. Conf. on Control Applications Part of IEEE Multi - Conf. on Systems and Control, Saint Petersburg, pp. 1726-1731, Jul. 2009.
[15] S. G. Sajad and B. H. Mohammad, "Optimal design of rotating sliding surface for sliding mode control," in Proc. American Control Conf., pp. 774-777, Jun. 2009.
[16] م. معاونيان، م. شهاب و ا. م. پاشايي‌نژاد، "عيب‌يابي سيستم تعليق فعال خودرو با در نظر گرفتن رفتار غير خطي عملگر هيدروليکي و ملاحظه اختلال در کنترلر،" دومين كنفرانس تخصصي پايش وضعيت و عيب‌يابي ماشين‌آلات، صص. 427-418، اسفند 1386.
[17] S. Toyama, F. Ikeda, and Y. Sorimachi, "A second - order sliding mode controller for active suspension systems," in Proc. Int.Conf. on Control, Automation, and Systems, pp. 18-23, Oct. 2008.
[18] J. D. Sanchez - Torres, A. G. Loukianov, M. I. Galicia, J. Ruiz, and J. Rivera, "ABS and active suspension control via high order sliding modes and linear geometric methods for disturbance rejection," in Proc. Int. Conf. on Digital Object Identifier, 6 pp., Oct. 2011.