HIZ TÜMSEĞİ PROFİLLERİ İÇİN YARIM TAŞIT MODELİ YAKLAŞIMI KULLANILARAK AKTİF SÜSPANSİYON SİSTEMİNİN MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU
(MODELING AND SIMULATION OF ACTIVE SUSPENSION SYSTEM USING A HALF-CAR MODEL APPROACH FOR SPEED BUMP PROFILES )
Author : Sinan Başaran
Page : 304-317
Cite : Sinan Başaran , (2020). HIZ TÜMSEĞİ PROFİLLERİ İÇİN YARIM TAŞIT MODELİ YAKLAŞIMI KULLANILARAK AKTİF SÜSPANSİYON SİSTEMİNİN MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU. EJONS INTERNATIONAL JOURNAL ON MATHEMATICS, ENGINEERING - NATURAL SCIENCES, 14, p. 304-317. Doi: 10.38063/ejons.240.
Sürüş konforu ve güvenliği mühendislikte önemli araştırma alanlarıdır ve birçok çalışmanın konusu olmuştur. Bu çalışmanın amacı, araç süspansiyon sistemi için yoldan gelen bozucu etkilerin modellenmesi ve simülasyonudur. Yoldan gelen bozucu etkiler, hız tuzağını temsil eden tümsek geometrisi olarak modellenmiştir. Süspansiyon kontrol sistemlerinde farklı araç modelleme yaklaşımları kullanılmaktadır. Aracın ön ve arka aksın dikey hareketleri, araç gövdesinin eğimi ve dikey hareketlerini içeren dört serbestlik derecesine sahip olan yarım taşıt modeli bu çalışmada kullanılmıştır. Süspansiyon sistemi, yol etkilerini azaltarak sürüş güvenliğini ve yolcu konforunu artıran aracın en önemli parçasıdır. Aktif olarak kontrol edilen süspansiyon sistemi hem akademik araştırmalarda hem de endüstriyel uygulamalarda popüler olan bir tür titreşim kontrol problemidir. Kontrol tasarımı olarak, doğrusal karesel regülatör (Linear Quadratic Regulator - LQR) kontrolörü yarım taşıt aktif süspansiyon sistemi için tasarlanmıştır. Tasarlanan kontrolörün performansını göstermek için süspansiyon sisteminin aktif ve pasif durumları için bir karşılaştırma yapılmıştır. Tasarlanan kontrolör, Matlab-Simulink ortamında modellenen araç modelinin aktif süspansiyon kontrolüne uygulanmıştır. Tümsek tipinde hız tuzağı profili sistemin girişi olarak modellenmiştir. Simülasyon sonuçları, aktif süspansiyon etkinleştirildiğinde yoldan kaynaklanan bozucu etkilerin etkili bir şekilde azaltıldığını göstermektedir.
Aktif süspansiyon sistemi; Doğrusal karesel regülatör tasarımı, Yarım taşıt modeli.
Driving comfort and safety are important research areas in engineering and have been the subject of many studies. The objective of this work is the modeling and simulation of the disruptive effects coming from the road for the car suspension system. Disruptive effects from the road are modeled as bump geometry which represents the speed trap. There are different vehicle models are used in suspension control systems. The half-car model is selected in this study which has four degrees of freedom; the vertical movements of the front and rear axle, pitch and vertical motions of the vehicle body. The suspension system is the most important part of the vehicle that increases driving safety and passenger comfort by reducing road effects. The actively controlled suspension system is a type of vibration suspension structure popular in both the academic research and industrial application. As the control design, Linear Quadratic Regulator (LQR) controller is designed for half car active suspension system. In order to demonstrate the performance of the designed controller, a comparison has been made for the active and passive states for the suspension system. The designed controller was implemented to the active suspension control of the vehicle model modeled in Matlab-Simulink environment. Bump type speed trap profile is modeled as an input of the system. Simulation results show that the disruptive effects from the road is effectively damped when the active suspension is activated.
Active suspension system; Linear quadratic regulator design; Half car model.