Aktif Ve Yarı Aktif Süspansiyon Sistemlerinin Simülasyon Ortamında İncelenmesi

Abstract

Süspansiyon sistemi araçlarda sürüş konforu ve yol tutuş üzerinde en etkili sistemdir. Genellikle yay, sönümleyici ve aks mekanizmalarından oluşan pasif süspansiyonlar en çok tercih edilen süspansiyonlar olmasına karşın, sisteme dışardan aktüatör girişleri ile kuvvet sağlayabilen aktif süspansiyon sistemleri ve sönümleme karakteristiği değiştirilebilen yarı aktif süspansiyon sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada, ilk olarak süspansiyon sistemlerinin yapısal özellikleri, bileşenleri, ticari olarak kullanılan aktif ve yarı aktif süspansiyon uygulamaları incelenmiştir. Süspansiyon sistemlerinin incelenmesinde kullanılmak üzere çeyrek araç modeli denilen matematiksel model oluşturulmuştur. Bu model üzerinde pasif süspansiyon bileşenlerinin sönümleme ve yay katsayıları için ISO 2631-1-1997 kısıtlamalarına uygun optimizasyon yapılarak uygun yay-sönümleme katsayı çiftlerine ulaşılmıştır. Yarı aktif süspansiyon sistemlerinde kullanılmak üzere MR (Manyeto Reolojik) sönümleyicilerin matematiksel modelleri incelenmiş ve Matlab/SIMULINK ortamında oluşturulmuştur. Oluşturulan yarı aktif süspansiyon sistemlerinde skyhook, groundhook ve hibrid ikili kontrolleri uygulanmış ve skyhook kontrol kuralının konfor açısından, groundhook kontrol kuralının yol tutuş açısından sağladığı avantajlar gösterilmiştir. Aktif süspansiyon sistemi uygulamasında ise skyhook aktif süspansiyon sisteminin pasif süspansiyon üzerinde sağladığı konfor avantajları incelenmiş. Ayrıca aktif süspansiyon sistemi Matlab/SIMULINK kullanılarak araç modeli üzerinde bir devrilme önleyici mekanizma tasarımında kullanılarak sistemin araca uygulaması gereken kuvvetler bulunmuştur.

Suspension system are the most effective system for both handling and comfort of a vehicle. Passive suspension systems which consist of springs, dampers and axle mechanisms are the most widely used form of suspensions. But power input enabled active suspension systems and semi active systems with tunable damping characteristics have also been used in the market. In this thesis, firstly suspension system types, suspension system components and commercial active and semi active suspension systems are examined. Mathematical equations of a quarter car model have been developed and simulated through Matlab/SIMULINK. An optimization concerning quarter car model’s spring and damping coefficient is made by the help of ISO 2631-1-1997 restrictions. MR (Magneto Rheologic) damper models are simulated in Matlab/SIMULINK for use in semi active suspensions. In semi active models skyhook, groundhook and hybrid control schemes are used. Skyhook control scheme’s advantage on comfort and groundhook control scheme’s advantage on vehicle handling is stated. In active suspension study section, a skyhook controlled active suspension model is used to see the advantages of the system over a passive suspension. And active suspension is used on a roll-over avoidance system which is simulated on a vehicle model in Matlab/SIMULINK in order to calculate the active element forces must be exerted.