So sánh chất lượng các bộ điều khiển SMC, Backstepping và PID sử dụng cho hệ thống treo nửa xe chủ động phi tuyến
194 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.FEE.2022.73-80Từ khóa:
Hệ thống treo chủ động; Điều khiển cuốn chiếu; Điều khiển trượt; Mô hình nửa xe.Tóm tắt
Bộ điều khiển Backstepping và bộ điều khiển Sliding Mode được thiết kế để điều khiển cho hệ thống treo nửa xe chủ động, phi tuyến. Bằng cách so sánh hiệu suất giữa các bộ điều khiển Backstepping, Sliding Mode, PID và hệ thống treo thụ động (hệ thống treo không sử dụng bộ điều khiển) để tìm ra phương pháp điều khiển tốt nhất. Các hiệu suất được xem xét đến là: sự thoải mái khi đi xe, độ bám đường, không gian treo và sự bão hòa lực. Matlab Simulink được sử dụng để mô phỏng và cho ra kết quả dưới tác động đầu vào mặt đường cho trước. Kết quả cho thấy, bộ điều khiển Sliding Mode cho kết quả tốt nhất. Sau đó là bộ điều khiển Backstepping và PID. Hệ thống treo sử dụng bộ điều khiển cho kết quả tốt hơn hẳn hệ thống treo thụ động.
Tài liệu tham khảo
[1]. M. Fallah, R. Bhat, and W. Xie, “Optimized control of semiactive suspension systems using H∞ robust control theory and current signal estimation,” IEEE Trans. Mechatronics, vol. 17, no.4, pp.767–778, Aug.(2012). DOI: https://doi.org/10.1109/TMECH.2011.2126590
[2]. V. Sankaranarayanan, M. Emekli, B. A. Gilvenc, L. Guvenc, E. S. Ozturk, E. S. Ersolmaz, I. E. Eyol, and M. Sinal, “Semiactive suspension control of a light commercial vehicle,” IEEE/ASME Trans. Mechatronics, vol. 13, no. 5, pp. 598–604, Oct. (2008). DOI: https://doi.org/10.1109/TMECH.2008.2001397
[3]. M. Zapateiro, F. Pozo, H. Karimi, and N. Luo, “Semiactive control methodologies for suspension control with magnetorheological dampers,” IEEE/ASME Trans. Mechatronics, vol. 17, no. 2, pp. 370–380, Apr. (2012). DOI: https://doi.org/10.1109/TMECH.2011.2107331
[4]. D. Cao, X. Song, and M. Ahmadian, “Editors’ perspectives: Road vehicle suspension design, dynamics, and control,” Veh. Syst. Dyn., vol. 49, no. 1/2, pp. 3–28, (2011). DOI: https://doi.org/10.1080/00423114.2010.532223
[5]. R. Amirifar and N. Sadati, “Low-order H∞ controller design for an active suspension system via LMIs,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 53, no. 2, pp. 554–560, Apr. (2006). DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2006.870672
[6]. M. Hoque, M. Takasaki, Y. Ishino, and T. Mizuno, “Development of a three-axis active vibration isolator using zero-power control,” IEEE/ASME Trans. Mechatronics, vol. 11, no. 4, pp. 462–470, Aug. (2006). DOI: https://doi.org/10.1109/TMECH.2006.878536
[7]. K. Waldron and M. Abdallah, “An optimal traction control scheme for offroad operation of robotic vehicles,” IEEE/ASME Trans. Mechatronics, vol. 12, no. 2, pp. 126–133, Apr. (2007). DOI: https://doi.org/10.1109/TMECH.2007.892819
[8]. B. Allotta, L. Pugi, and F. Bartolini, “Design and experimental results of an active suspension system for a high-speed pantograph,” IEEE/ASME Trans. Mechatronics, vol. 13, no. 5, pp. 548–557, Oct. (2008). DOI: https://doi.org/10.1109/TMECH.2008.2002145
[9]. H. Karimi, “Optimal vibration control of vehicle engine-body system using haar functions,” Int. J. Control, Autom., Syst., vol. 4, no. 6, pp. 714–724, (2006).
[10]. S. Huang and H. Chen, “Adaptive sliding controller with self-tuning fuzzy compensation for vehicle suspension control,” Mechatronics, vol. 16, pp. 607–622, (2006). DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2006.06.002
[11]. E. Kayacan, Y. Oniz, and O. Kaynak, “A grey system modeling approach for sliding-mode control of antilock braking system,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 56, no. 8, pp. 3244–3252, Aug. (2009). DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2009.2023098
[12]. N. Yagiz and Y. Hacioglu, “Backstepping control of a vehicle with active suspensions,” Control Eng. Practice, vol. 16, pp. 1457–1467, (2008). DOI: https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2008.04.003
[13]. J. Lin and C. Huang, “Nonlinear backstepping active suspension design applied to a half-car model,” Veh. Syst. Dyn., vol. 42, no. 6, pp. 473–493, (2004). DOI: https://doi.org/10.1080/0042311042000266784
[14]. M. Zapateiro, N. Luo, H. Karimi, and J. Vehi, “Vibration control of a class of semiactive suspension system using neural network and backstepping techniques,” Mech. Syst. Signal Process.-Special Issue Inverse Problems, vol. 23, no. 6, pp. 1946–1953, (2009). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2008.10.003
[15]. Weichao Sun, Huijun Gao, and Okyay Kaynak, “Adaptive Backstepping Control for Active Suspension Systems With Hard Constraints,” vol. 18, no. 3, pp. 1072–1079, (2013). DOI: https://doi.org/10.1109/TMECH.2012.2204765
