C₂

۲/۰

K

N.s² ۶۰۰

k

۸/۰

۳-۱۱ استراتژی هماهنگی
۳-۱۱-۱ بررسی تداخلات ممکن بین اهداف زیرسیستم­ها
همان طور که در بخش ۳-۳ دیده شد، هر یک از سیستم­های کنترلی برای کنترل رفتار یک یا چند متغیر از متغیرهای دینامیکی خودرو طراحی شده ­اند، حال آن که به دلیل ماهیت کوپل شده دینامیک خودرو، تعقیب مجزای برخی از متغیرها، موجب فاصله گرفتن سایر متغیرها از مقادیر مطلوب خود می­ شود. به عنوان چند نمونه، تعقیب مقادیر بزرگ شتاب جانبی (یا نرخ چرخش) موجب افزایش لغزش جانبی، زاویه غلت و انتقال وزن جانبی می­گردد، کاهش لغزش جانبی غالباً موجب خطا در تعقیب نرخ چرخش مطلوب می­گردد و کاهش زاویه غلت با بهره گرفتن از میله ضدغلت فعال، مستلزم افزایش انتقال وزن جانبی و خطر واژگونی است.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

همچنین، علاوه بر عدم تعقیب متغیرهای هدف، عملکرد بعضی از سیستم­ها اثرات ناخواسته دیگری نیز دارد که گاهی نامطلوب می­باشند. مثلاً، عملکرد سیستم ترمز فعال باعث کاهش سرعت خودرو می­گردد که جز در مواردی که راننده همین قصد را داشته باشد، رخداد نامطلوبی به حساب می ­آید.
بنا بر آن­چه گفته شد، لزوم طراحی یک هماهنگ­کننده^[۶۲] برای جبران این برهم­کنش­های نامطلوب ضروری است. این هماهنگ­کننده بایستی با توجه به رژیم فعالیت خودرو، متغیرهای بحرانی­تر را شناسایی کرده، وزن سیستم متناظر با آنها را افزایش و وزن سایر سیستم­ها را کاهش دهد. بخش ۳-۱۱-۲ به این مسئله می ­پردازد.
۳-۱۱-۲ انتخاب استراتژی هماهنگی مناسب
تصمیم­­گیری برای میزان فعالیت زیرسیستم­ها بر اساس سه متغیر  ،  و  و به وسیله یک مدل فازی صورت می­گیرد. از آنجا که نمودار فعالیت زیرسیستم­ها بر حسب این متغیرها تشکیل یک حجم را می­دهد، برای سادگی، متغیر  را در وضع ثابتی فرض نموده و هر بار نمودار به ازای یکی از مقادیر (فازی) آن رسم می­کنیم. شکل­های ۳-۵ تا ۳-۷ استراتژی هماهنگی پیشنهادی را نشان می­ دهند. در این نمودارها، مرزهای عمودی (مرزهای بین مقادیر f_inst^[63]) بر اساس منطق فازی تعریف می­شوند.
شاخص ناپایداری جانبی f_inst مطابق معادله (۳-۲۱) تعریف می­گردد [۱۹].
(۳-۲۱)
در این رابطه، از آنجا که β و a_y دو متغیر هستند که به خوبی توصیف­گر درجه بحرانی بودن دینامیک جانبی سیستم هستند، از آنها به عنوان شاخص­ های پایداری جانبی استفاده شده است. w₁ و w₂ به ترتیب ضراب وزنی β و a_y هستند.
الف) a_x,des = ED^[64]
در این حالت، راننده قصد شتاب­گیری دارد. بنابراین، هماهنگ­کننده جز در شرایط کاملاً بحرانی دینامیک جانبی، اجازه استفاده از سیستم ترمز فعال را نمی­دهد و تنها با بهره گرفتن از فرمان فعال و دیفرانسیل فعال، پایداری خودرو را حفظ می­ کند. در شرایط کاملاً بحرانی، سیستم فرمان فعال، نه­تنها کارآمد نیست، بلکه به علت اعمال تغییرات زیاد در زاویه فرمان، اثر سوء بر دینامیک خودرو دارد. لذا، در این مواقع، این سیستم جای خود را به ترمز فعال می­دهد.
سیستم کنترل فعال غلت –میله ضدغلت-، بدون توجه به f_inst با توجه به شاخص غلت (RI)، فعال یا غیرفعال می­ شود. در حالت خاصی که دینامیک غلت در شرایط بحرانی نباشد (مقادیر کم RI)، ولی دینامیک جانبی بحرانی باشد (مقادیر بالای f_inst)، این سیستم تغییر وظیفه داده و از طریق کنترل بار عمودی چرخ­ها به سایر سیستم­ها در کنترل پایداری جانبی کمک می­نماید.
شکل۳-۵ استراتژی هماهنگی در حالت شتاب­گیری
ب) a_x,des = ZE^[65]
در این حالت، راننده قصد حفظ سرعت خودرو را دارد. بنابراین، باز هم هماهنگ­کننده جز در شرایط کاملاً بحرانی دینامیک جانبی، اجازه استفاده از سیستم ترمز فعال را نمی­دهد. اما با در نظر گرفتن این که راننده قصد افزایش سرعت ندارد، در شرایط کاملاً بحرانی، دیفرانسیل فعال را غیرفعال می­نماید و از حداکثر توان سیستم ترمز فعال استفاده می­نماید.
شکل۳-۶ استراتژی هماهنگی در حالت حفظ سرعت
ج) a_x,des = EB^[66]
در این حالت، راننده قصد کاهش سرعت خودرو را دارد. بنابراین، در تمام ناحیه کاری، سیستم ترمز فعال عمل می­ کند و سیستم دیفرانسیل فعال خاموش می­باشد. سیستم فرمان فعال، مشابه دو حالت قبل، در ناحیه کاملاً بحرانی پایداری، خاموش می­باشد.
شکل۳-۷ استراتژی هماهنگی در حالت ترمزگیری
به طور خلاصه، ملاحظه می­ شود که همواره، کنترلر در شرایط پایدار (مقادیر کم و متوسط f_inst) از فرمان فعال استفاده می­ کند، اما متناسب با شتاب طولی مطلوب راننده، از دیفرانسیل فعال، در حالت شتاب­گیری، و از ترمز فعال، در حالت ترمزگیری نیز استفاده می­ کند. ولی در هر سه حالت، در وضعیت ناپایداری بحرانی، فارغ از شتاب طولی مطلوب راننده، سیستم ترمز فعال وارد عمل می­ شود.
۳-۱۱-۳ طراحی یکپارچه­ساز فازی
بحرانی بودن شرایط دینامیک جانبی خودرو یک امر نسبی است و مرز ورود به ناحیه بحرانی به صورت دقیق^[۶۷] قابل تعیین نیست. با در نظر داشتن این نکته و نیز برای پرهیز از سوئیچ شدن ناگهانی کنترلر از یک رژیم کاری به رژیم کاری دیگر، منطق فازی، ابزاری بسیار مناسب برای تعریف نواحی پایداری به شمار می ­آید. در این تحقیق، برای طراحی هماهنگ­کننده از روشی مشابه [۱۹] استفاده شده است.
در طراحی یک سیستم کنترل فازی، تعریف توابع عضویت^[۶۸] و قوانین فازی^[۶۹] دو مرحله اساسی کار هستند. در بخش­های ۳-۱۱-۳-۱ و ۳-۱۱-۳-۲ به این مراحل پرداخته می­ شود.
۳-۱۱-۳-۱ تعریف توابع عضویت فازی
شکل ۳-۸ نمودار توابع عضویت را برای دو متغیر ورودی و شکل ۳-۹ این توابع را برای سه متغیر خروجی سیستم فازی نشان می­ دهند.
عضویت متغیر a_x,des در سه ناحیه EB (ترمزگیری)، ZE (حفظ سرعت) و ED (شتاب­گیری) که معنای آنها در بخش ۳-۱۱-۲ شرح داده شد، تعیین می­گردد و تابع عضویت در این نواحی، مطابق نمودار اول شکل ۸-۳ تعریف می­گردد. همچنین f_inst به هفت ناحیه از SL (کاملاً پایدار) تا VB (کاملاً ناپایدار) تقسیم می­گردد.
شکل ۳-۸ توابع عضویت فازی برای متغیرهای ورودی
شکل ۳-۹ نمودار تابع عضویت را برای ضریب وزنی فعالیت سیستم فرمان فعال، W_ASC نشان می­دهد. ضریب وزنی فعالیت به پنج ناحیه از ZE (عدم فعالیت) تا BI (فعالیت کامل) تقسیم می­ شود. این توابع برای دو خروجی دیگر، یعنی W_ADC و W_ABC، دقیقاً به صورت مشابه می­باشد.
شکل ۳-۹ توابع عضویت فازی برای متغیرهای خروجی
۳-۱۱-۳-۲ تعریف قوانین فازی
استراتژی شرح داده شده در بخش ۳-۱۱-۲ را می­توان به شکل قوانین فازی جدول ۳-۷ مدل کرد. این جدول، بیان می­ کند که به ازای هر یک از مقادیر برای متغیرهای ورودی، مقدار هر یک از خروجی­ها برابر با چه چیزی خواهد بود.
جدول ۳-۷ قوانین هماهنگی در حضور دیفرانسیل فعال