کنترل بهینه خودروهای مفصلی
چکیده
بررسی میدانی مطالعات صورت گرفته در زمینه خودروهای فرمان مفصلی نشان می دهد که در این نوع از خودروها احتمال بوجود آمدن حرکات انحرافی و مارپیچ و در نتیجه ناپایداری خودرو در سرعت های زیاد وجود دارد. در این پایان نامه مساله تحلیل ناپایداری و کنترل بهینه بمنظور پایدار سازی این خودروها در سرعت های بالا مطالعه شده است. بدین منظور معادلات غیرخطی دینامیکی این خودروها در سه حالت مختلف 4 ، 6 و 8 درجه آزادی با استفاده از روش نیوتنی استخراج شده و سپس با استفاده از روش غیرمستقیم ( خطی سازی) لیاپانوف، مساله پایداری این نوع خودروها بررسی شده و در نهایت سرعت بحرانی خودرو که در آن خودرو ناپایدار می گردد محاسبه شده است. نتایج شبیه سازی شده بدست آمده برای حالت پایدار و ناپایدار تایید کننده وجود سرعت بحرانی می باشد. در گام بعدی مساله کنترل بهینه این خودروها در دو حالت کنترل از طریق سیستم فرمان و کنترل از طریق اعمال گشتاور بر چرخ ها مورد بررسی قرار گرفت. کنترلر بهینه پیشنهادی نیز یک بار بر اساس مدل خطی سازی شده ( رگولاتور بهینه خطی lqr) و بار دیگر بر اساس مدل غیر خطی ( روش پنتریاگین) طراحی گردید. نتایج شبیه سازی اعمال کنترلر بهینه روی سیستم غیرخطی نشان داد که کنترل پیشنهادی قادر است که سیستم را پایدار نموده و در عین حال اثرات اغتشاش و نویز را حذف نماید. در پایان بعلت محدود بودن انرژی کنترلی، مساله محدود بودن انرژی نیز در طراحی کنترلر بهینه لحاظ شده است.