مکانیک هوافضا (Oct 2022)
استفاده از نیروی جانبی تایر برای افزایش مانورپذیری یک خودروی سه‌چرخ در شرایط بحرانی
Abstract
در این مقاله افزایش پایداری چرخشی خودروی سه‌چرخ با استفاده از یک سیستم کنترلی جدید موردبررسی قرارگرفته است. بدین منظور یک مدل دینامیکی غیرخطی دوازده درجه آزادی برای شبیهسازی دینامیک جانبی یک خودروی سه‌چرخ توسعه داده‌شده است و با استفاده از نرم‌افزار کارسیم در مانورهای استاندارد صحهگذاری میشود. درجات آزادی مدل دینامیکی شامل سرعت طولی، جانبی، عمودی، زاویه رول، پیچ و یاو برای مرکز جرم خودرو، سه درجه آزادی برای جابجایی عمودی و سه درجه آزادی برای حرکت دورانی جرم‌های فنربندی نشده در نظر گرفته‌شده است. همچنین برای بهبود فرمان‌پذیری و افزایش پایداری جانبی، یک سیستم کنترلی فرمان فعال با استفاده از نیروهای جانبی تایر طراحی‌شده است. در سیستم کنترلی، سرعت زاویهای چرخشی و سرعت جانبی خودرو به‌عنوان متغیرهای حالت در نظر گرفته میشوند که میبایستی مقادیر مطلوبشان را تعقیب نمایند. سپس، برای جلوگیری از ناپایداری چرخشی خودرو در مانورهای بحرانی، روش کنترل بهینه بکار گرفته‌شده است. همچنین به‌منظور ارزیابی عملکرد سیستم کنترلی توسعه داده‌شده، یک سیستم کنترلی فرمان فعال بر مبنای روش کنترل فیدبک خطی پیشنهادشده است. سپس عملکرد مدل دینامیکی در حالت کنترل‌شده و بدون کنترل در شرایط جادهای مختلف بررسی‌شده است. نتایج شبیهسازی نشان میدهند که سیستم کنترلی بهینه با حذف خطای سرعت زاویهای چرخشی و مقدار مطلوب آن و محدود ساختن سرعت جانبی، موجب بهبود مانورپذیری و پایداری جانبی در مانورهای بحرانی میشود.
