Magnetoreolojik Damperli Yarı Aktif Süspansiyon Kontrolü

Abstract

Bu çalışmada motorlu taşıtlarda günümüzde aranan konfor ve yol tutuşunu mümkün olabildiğince aynı anda arttırmak için MR (Magnetoreolojik) damperli yarı aktif süspansiyonlar üzerinde kontrol uygulamaları yapılmıştır. Öncelikle şimdiye kadar kullanılan ve günümüzde kullanılmakta olan süspansiyon çeşitleri kısa olarak anlatılmıştır. İncelenen bu süspansiyon çeşitlerinin kısa olarak karşılaştırması yapılmış ve projede kullanılmış olan yarı aktif süspansiyon çeşidi ayrıntılı olarak incelenmiştir. Yarı aktif süspansiyonlarda kullanılan damper çeşitleri kısa olarak anlatılmış olup, en uygun olan MR (manyetoreolojik) damperin kullanılmasına karar verilmiştir. MR damperin kısaca yapısı ve çalışma prensibi anlatılmıştır. Önce kontrol uygulamalarının yapılacağı matematik modele karar verilmiş ve denklemleri çıkarılmıştır. Daha sonra hangi kontrol çeşitlerinin kullanılacağına karar verilmiş ve çıkarılan matematik modele göre algoritmalar hazırlanmıştır. Çalışmada anahtar kontrolü, Skyhook kontrolü, durum geri beslemeli kontrol ve LQR (Linear Quadratic Regulator) kontrolü kullanılmıştır. Klasik pasif süspansiyon sistemi ve MR damperli yarı aktif süspansiyon için SIMULINK diagramları hazırlanmıştır. Daha sonra belirlenmiş olan yoldan gelen bozucu sinyaller hazırlanmıştır. Uygulanan tüm kontrol tiplerinin yoldan gelen bozucu sinyal tiplerine göre verdiği cevaplar pasif sistemin verdiği cevaplar ile karşılaştırılmıştır. Titreşim geçirgenlik oranları her kontrolcünün en iyi değerine gore incelenmiştir. Aynı zamanda pasif sistemle yapılan karşılaştırmalar bu kontrolcülerin farklı değerleri için de yapılmış ve o kontrolcünün farklı parametreler için nasıl cevap verdikleri gözlenmiştir. En son olarak tüm kontrolcüler pasif sisteme göre verdikleri cevaplara bakılarak karşılaştırılmıştır.

In this study, control algorithms are applied to semi active suspension system with MR (magnetorheologic) dampers to improve both handling and comfort as much as it is possible. First of all, the suspension types are explained that have been today. A brief comparison is made between the suspension types that are explained and the semi active suspension system that is studied in this project is evaluated in details. The damper types that are generally put in semi active suspension are explained and the MR damper is decided to be used in this project. And the working principle and structure of MR dampers are presented briefly. First, the mathematical model that the control algorithms will be applied to is decided and the governing equations are derived. Then, the control types are decided and the algorithms according to the mathematical model are prepared. In this project, switch control, Skyhook control, State feedback control and LQR (Linear quadratic Regulator) control systems are used. Conventional passive suspension system and semi active suspension system with MR damper flow diagrams are drawn in SIMULINK module of MATLAB software. The disturbance that comes from the road is created in various forms. Following, responses of different control types for different disturbance types are compared with the responses of conventional passive system gives. Also, the comparisons with passive suspension system are made with different values of each specific controller to see the behavior of that controller for different parameters. Finally, all controllers are compared on the same ground by using the responses of conventional passive suspension system.