Güç Takviyeli Direksiyon Sistemlerinin Modellenmesi Ve Kontrolü

Abstract

Yönlendirme sistemleri, aracın kontrolünün sağlanması ve güvenli sürüş açısından çok önemlidir. Günümüzde halen mekanik yönlendirme sistemlerine sahip bir çok araç kullanılmaktadır. Ortak problem, özellikle düşük hızlarda ya da park manevralarında, tekerleklere gelen yan kuvvetlerden kaynaklanan tepki momentinin aşılması için büyük kuvvet ihtiyacıdır. Bu kuvvetin aşılması için mekanik çözümler arandığı gibi, sisteme ek yapılar katılarak sürücüye yardımcı sistemler de oluşturulur. Bu sistemlere genel olarak güç takviyeli direksiyon sistemleri denilmektedir. Güç takviyesinin elektrik motoru ile sağlanmasıyla elektrikli güç takviyeli yönlendirme sistemleri ortaya çıkmıştır. EPS sistemleri aracılığıyla sürücüye, direksiyonu döndürme hareketi sırasında yardımcı olunmaktadır. Bir elektrik motoru yardımıyla sürücü tarafından sisteme uygulanan moment arttırılarak sürücünün daha az bir moment uygulayarak aracı kontrol etmesi sağlanmaktadır. EPAS veya EPS isimleri ile anılan bu sistem yeni nesil araçlarda sıkça karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada, yönlendirme sistemlerinin incelenmesi ve birbirleri ile karşılaştırılmasının yanı sıra, elektrikli güç takviyeli yönlendirme sistemi matematik modeli oluşturulmuştur. Sistemin dinamik davranışı incelenerek kutup yerleştirme yöntemi ile kontrolcü tasarlanmıştır. Simulink programında oluşturulan model üzerinde simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Bu simülasyonlarda EPS sistemi sayesinde sürücüye yardımcı kuvvet miktarları incelenmiş, sürücünün direksiyonu yumuşak ya da sert olarak algılamasını sağlayan kontrol incelenmiştir.

Steering systems have a very important role on vehicle control and safe driving. Today, there are still lots of vehicles which have a mechanical steering system. The main problem is that a high amount of torque is needed to turn the steering wheels. Power assisted steering systems are used to solve this problem. Electric power steering systems provide power assistance to drivers with an electric motor. By the help of this assistance, drivers can control the steering wheel with less power. EPAS or EPS systems are becoming popular in new generation cars In this study, the analysis of steering systems and their comparison has been made and also the mathematical model of an electric steering system has been prepared. The dynamic behaviour of the system was analysed and a pole placement controller was designed. The model of the systems built in the Simulink program, was used in simulations. In these simulations, the issues of how much power assist is added to the system and the steering system compliance are discussed.