Новый подход с нечетким скользящим алгоритмом пропорционально-интегрального управления, настроенным нечетким методом (FSMPIF).

Nov 27, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 7327 (2023) Цитировать эту статью

226 Доступов

Подробности о метриках

Вибрация автомобиля может быть вызвана раздражением поверхности дороги. По изменению значений перемещения и ускорения подрессоренной массы оценивают вибрацию автомобиля. Для достижения повышенного уровня комфорта при езде рекомендуется использовать систему активной подвески. В данной статье представлена ​​новая стратегия регулирования работы системы активной подвески, вынесенная на рассмотрение. Алгоритм PI (Proportional Integral), алгоритм SMC (Sliding Mode Control) и алгоритм Fuzzy послужили основой для разработки алгоритма FSMPIF. Сигнал, генерируемый алгоритмом SMC, используется в качестве входных данных для алгоритма Fuzzy. Кроме того, настройки ПИ-регулятора изменяются с помощью еще одного нечеткого алгоритма. Эти два нечетких метода работают независимо друг от друга и в условиях, полностью отличных друг от друга. Этот алгоритм был создан совершенно оригинальным и новым способом. С помощью метода численного моделирования исследуется вибрация автомобилей с особым упором на две различные ситуации использования. В каждом случае сравниваются четыре различных обстоятельства. После внедрения метода FSMPIF результаты процесса моделирования показали, что значения смещения и ускорения подрессоренной массы значительно уменьшаются. Это было определено путем рассмотрения значений до и после реализации нового алгоритма. В первом случае эти показатели не превышают разницы в 2,55% по сравнению с автомобилями, использующими пассивные системы подвески. Во втором случае эти цифры в целом не достигают 12,59%. В результате значительно улучшились устойчивость автомобиля и уровень комфорта.

Комфорт и устойчивость автомобиля являются решающими факторами. Это может повлиять на комфорт пассажиров автомобиля. Система подвески гарантирует должный уровень комфорта езды1. Обычно система подвески находится между кузовом автомобиля и колесом. Компоненты над системой подвески известны как подрессоренная масса (кузов автомобиля). Компоненты, находящиеся под системой подвески, называются неподрессоренной массой2. Основными компонентами системы подвески являются амортизатор, рычаги (верхний или нижний рычаг) и пружины (винтовая пружина, листовая пружина)3. Согласно некоторым исследованиям, стабилизатор поперечной устойчивости также является компонентом системы подвески4,5. По сравнению с другими системами конструкция системы подвески относительно сложна.

По мнению Зураулиса и др.6, неровные дорожные покрытия являются основным источником автомобильной вибрации. Еще несколько переменных также могут способствовать вариациям. Однако влияние этих переменных незначительно. Вибрации колес передаются на кузов автомобиля через систему подвески. Система подвески будет регулировать эти вибрации. Кроме того, система подвески снизит энергию вибрации. При анализе вибрации транспортного средства учитывается несколько факторов, но решающими факторами являются значения смещения и ускорения подрессоренной массы. Эти два маркера использовались в гораздо более ранних исследованиях7,8. Смещение и ускорение кузова транспортного средства можно определить путем моделирования или эксперимента. В случае прерывистой вибрации следует учитывать только самые высокие значения смещения кузова и ускорения. Среднее и максимальное значения двух вышеуказанных параметров можно использовать для непрерывных вибраций. Критическое значение RMS позволяет рассчитывать средние значения9,10,11.

Система пассивной подвески (механическая система подвески) работает плохо. Он не удовлетворяет требованиям плавности при значительных частотах и ​​непрерывных объемных возбуждениях. Вместо этого следует использовать решения мехатронной системы подвески. Чжан и др. представила пневматическую рессорную подвеску12. В этой системе используются аэростаты с полностью автоматизированными системами управления. Эти пневмобаллоны представляют собой пневматические пружины переменной жесткости13. Жесткость пневматических пружин можно изменить, регулируя давление внутри пневматических баллонов. Это было подчеркнуто Geng et al.14. Когда автомобиль оснащен пневматической подвеской, его ходовые качества хорошие. Однако этот тип довольно дорогой. Использование электромагнитных поглотителей для замены традиционных поглотителей, часто описываемых как «полуактивная система подвески», является еще одной технологией, представленной Oh et al.15. По мнению Басаргана и др., ток внутри демпфера изменит расположение металлических частиц вблизи него. Следовательно, жесткость демпфирования постоянно меняется16. Этот вид проще и дешевле. Однако их эффективность типична. Чтобы лучше управлять вибрациями автомобиля, для модернизации системы подвески требуется дополнительный привод. На основе такого подхода была реализована система активной подвески17. Система активной подвески включает в себя гидравлический привод. Этот привод может воздействовать на массу транспортного средства с двух сторон. Следовательно, его производительность улучшится. Тем не менее, конструкция подвесной системы станет более сложной. Кроме того, активная подвеска дороже, чем полуактивная подвеска.