تخمین ضریب اصطکاک جاده جهت طراحی کنترل کننده گشتاور جلوبرنده: تئوری و آزمایشگاهی

یکی از پارامترهای موثر در کنترل نیروی جلوبرنده خودروها به ویژه خودروهای الکتریکی، مقدار ضریب اصطکاک جاده است. در این تحقیق، روشی جهت تخمین ضریب اصطکاک لحظه ایتایر به منظور استفاده در طراحی کنترل کننده های گشتاور جلوبرنده تایر، معرفی و به صورت عملی به کار گرفته می شود. از ویژگی های این روش می توان به الگوریتم بر پایه مدل باقابلیتتعمیم در زمان اشاره کرد. بدین منظور ابتدا با استفاده از ماژول اندازه ده دینامیکی (GPS/IMU) ، سنسور دور چرخ، سنسور زاویه فرمان در جاده های مشخصی به عنوان جاده های تست با ضریب اصطکاک متفاوت، تست ترمزگیری در حالت چرخ قفل انجام شد. با استفاده از شتاب طولی به دست آمده و معادلات دینامیک طولی خودرو، ضریب اصطکاک جاده های تست محاسبهمی شود. سپس مانور شتاب گیری و افزایش سرعت از ۰ تا ۶۰ کیلومتر بر ساعت در جاده های تست صورت می گیرد. با استفاده از داده های سرعت دورانی چرخ های محرک و چرخ های غیر محرک ضریب لرزش تایرهای محرک محاسبه می شود. با استفاده از شتاب طولی اندازه گیری شده، داده های سنسورهای دور چرخ و معادلات دینامیک طولی خودرو، مقدار نیروی ایجادشده در ضریب لغزش های متفاوت محاسبه شد. با استفاده از داده های نیروی طولی تایر، ضریب لغرزش چرخ و ضریب اصطکاک محاسبه شده و به کارگیری روش Levenberg–Marquardt ، مدل مبنای تایر (مدل پژکا) به تایر تست تعمیم داده می شود. از مدل دقیق به منظور ایجاد داده مصنوعی عملکرد تایر در حالت ها و جاده های مختلف استفاده می شود. با استفاده از داده های تست و داده های تولید شده با استفاده ازمدل دقیق تایر، یک شبکه عصبی مصنوعی ایجاد و آموزش داده می شود. خروجی مدل شبکه عصبی مصنوعی مقدار ضریب اصطکاک جاده است. نتایج نشان دهنده ۴.۸۵ درصد خطا درروش پیشنهادی برای تخمین ضریب اصطکاک جاده است.

Keywords:

مدل تایر , ضریب اصطکاک جاده , GPS/IMU , کنترل کننده گشتاور جلوبرنده , شبکه عصبی مصنوعی