طراحی کنترل کننده غیرخطی مقید با استفاده از الگوریتم کرم شب تاب برای سیستم تعلیق فعال خودرو

راحتی سفر و ماندگاری خودرو روی جاده از مهم ترین معیارها در طراحی سیستم تعلیق فعال خودرو هستند، که به دلیل محدودیت عملگر در تولید نیروی کنترلی، مسئله طراحی کنترل کننده برای این سیستم همواره با قید در ورودی کنترلی همراه است. در این مقاله یک روش جدید طراحی کنترل کننده غیرخطی بهینه برای سیستم تعلیق فعال خودرو با در نظر گرفتن قید روی ورودی کنترلی ارائه می شود. در روش کنترلی پیشنهادی، ابتدا یک شاخص عملکرد شبه نقطه ای به صورت ترکیب وزن داری از پاسخ های پیش بینی شده سیستم و ورودی کنترلی تعریف می شود. سپس مسئله کمینه کردن شاخص عملکرد در حضور قید ورودی، به صورت یک مسئله بهینه سازی غیرخطی مقید فرمول بندی شده و با استفاده از الگوریتم کرم شب تاب توسعه یافته حل می شود، تا قانون کنترل مقید به دست آید. به منظور ارزیابی عملکرد الگوریتم کنترلی ارائه شده، نتایج شبیه سازی سیستم کنترل شده با روش جدید در دو حالت نامقید و مقید بررسی می شوند. نتایج نشان دهنده عملکرد مطلوب کنترل کننده مقید ارائه شده در بهبود راحتی سفر با وجود قید روی ورودی کنترلی است، ضمن اینکه سایر پاسخ های سیستم تعلیق اعم از جابه جایی تعلیق و تایر در محدوده قابل قبول قرار می گیرند. همچنین به منظور صحه گذاری بر روش پیشنهاد شده، نتایج این روش ها با روش های کنترل مد لغزشی و مدل کنترل پیش بینی غیرخطی در حالت مقید و در حضور نامعینی مقایسه شده است.

Keywords:

Active suspension system , Nonlinear control , Constrained optimal control , Input constraint , Firefly algorithm , سیستم تعلیق فعال , کنترل غیرخطی , کنترل بهینه مقید , قید ورودی , الگوریتم کرم شب تاب