به کارگیری سیستم کَستر فعال به منظور بهبود فرمان‌پذیری خودرو

Abstract

در این مقاله به بررسی تاثیر تغییرات زاویه کستر روی دینامیک حرکت جانبی خودرو پرداخته شده است. بدین منظور از یک مدل جامع غیرخطی خودرو استفاده شده است. همچنین بعلت نقش اساسی سیستم فرمان در دینامیک حرکت خودرو ، معادلات دینامیکی این سیستم که از روش دینامیک پیشرفته کین حاصل شده‌اند، بیان گردیده، و همراه با سایر معادلات حرکت خودرو، در مجموع یک مدل جامع و غیر خطی 9 درجه آزادی، شامل مدل تایر فرمول جادویی ، برای انجام شبیه سازی ها در اختیار می‌گذارد. در گام بعد با اجرای شبیه‌سازی‌های متعدد تاثیر تغییر زاویه کستر بر روی پاسخ حالت پایدار خودرو مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس اطلاعات بدست آمده از چنین تحلیلی یک کنترلر فازی برای کنترل زاویه کستر طراحی شده است. کنترلر بر مبنای خطای سرعت زاویه ای چرخشی خودرو و شتاب جانبی آن، مقدار زاویه کستر (و به تبع‌ آن دنباله مکانیکی ) مورد نیاز را برای پایدار سازی وضعیت حرکت خودرو در اختیار قرار می‌دهد. مقادیر مطلوب حرکتی بر مبنای مقادیر پایدار متغیرهای وضعیت، برای مدل خودروی دو-چرخ حاصل شده‌اند و مقدار زاویه کستر کنترلی نیز در بازه‌ای معقول و متداول محدود گشته‌است. همچنین عملکرد کنترلر کستر طراحی شده، با اجرای شبیه سازی مانورهای بحرانی و سنگین مورد آزمایش، و با خودروی بدون کنترلر مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که کنترلر زاویه کستر قابلیت بالایی در بهبود و پایدارسازی وضعیت‌های بحرانی خودرو دارد و بخوبی مقادیر مطلوب حرکتی را دنبال می‌کند.