يك سيستم كنترل رول فعال مقاوم براي بهبود پايداري واژگوني خودروي مفصلي حامل سيال

A new robust active roll control system for improving roll stability of an articulated vehicle carrying liquid

در اين مقاله براي بهبود پايداري واژگوني خودروي مفصلي حامل سيال، يك سيستم كنترل رول فعال با استفاده از يك كنترلر غيرخطي مقاوم ارايه شده است. براي اين منظور، ابتدا يك مدل ديناميكي شانزده درجه آزادي از خودروي مفصلي توسعه داده شد و سپس با استفاده از نرم‌افزار تراك سيم در مانور استاندارد صحه گذاري گرديد. سپس اندركنش ديناميكي بين بار سيال و خودرو با تركيب روش شبه ديناميكي براي مدل‌سازي سيال درون مخزن و بكارگيري يك مدل ديناميكي غيرخطي شانزده درجه آزادي خودروي مفصلي مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين براي جلوگيري از واژگوني خودروي مفصلي حامل سيال، يك سيستم كنترل غيرخطي مقاوم، با تركيب روش كنترل مودلغزش و خطي سازي فيدبك ارايه شد. عملكرد سيستم كنترلي طراحي شده براي دو حجم پرشدگي مختلف در مانورهاي استاندارد گردش حالت مانا و تعويض خط نشان داده شده است. سپس جهت بررسي پايداري واژگوني خودروي مفصلي حامل سيال، نسبت انتقال بار جانبي به عنوان يك عامل مهم مورد بررسي قرار گرفت. در ادامه براي بررسي عملكرد سيستم كنترل مقاوم، يك كنترلر خطي نيز به‌كار گرفته شد. نتايج شبيه‌سازي عملكرد موثر سيستم كنترل مقاوم ارايه شده را در مانور بحراني تعويض خط، تحت افزايش سرعت طولي و كاهش ضريب اصطكاك سطح جاده، تاييد مي نمايند.

In this paper, to improve the roll stability of an articulated vehicle carrying liquid an active roll control system using a robust nonlinear controller is presented. First, a sixteen-degree-of-freedom nonlinear dynamic model of an articulated vehicle is developed. Next, using TruckSim software in a standard maneuver, the vehicle model is validated. Then, the dynamic interaction between the fluid cargo and the tractor semitrailer vehicle, by integrating a quasi-dynamic slosh model with sixteen-degree-of-freedom of a tractor semitrailer model is investigated. Also, for rollover prevention of an articulated vehicle carrying liquid, a novel nonlinear robust control including combination of sliding mode control and feedback linearization control is proposed. Control system performance for two different fill volumes in J-turn and lane change maneuvers is shown. Next, to investigate the rollover stability of an articulated heavy vehicle carrying liquid, load transfer ratio is considered as an important factor. Moreover, in order to study the performance of the robust control system, a linear controller has been used. The simulation results confirm the excellent performance of the proposed robust control system in critical lane change maneuver due to increase of longitudinal velocity and a reduction of road friction coefficient.