In this study, a six-degrees-of-freedom half-car model for a freight wagon is used to study the ride motions of the vehicle under random rail inputs. As a rail input, the track profiles taken from Federal Railroad-Administration (FRA) international standard are used. A coupled vertical vehicle-track system is formed as a polytopic function of the track roughness parameter and vehicle speed and their influence on the vehicle dynamics is discussed. Then an optimization problem with a single objective function is formulated for a range of track roughness parameters and vehicle speeds. H_∞ control focuses on obtaining a robustness concerning the uncertainty of the system. So, we used H_∞ optimization to obtain the solutions while maximizing the trade-off between the respective performance indices. Later, a controller with a fixed speed value is synthesized and the results are compared by using the frequency response plots and the root-mean-square values of the car body accelerations and secondary and primary suspension deflections. The simulation results demonstrate that the active system is effective in improving ride comfort while keeping the rail holding within allowable limits.
Bu çalışmada, bir yük vagonu için altı serbestlik dereceli yarım araç modeli, rassal ray girdileri ile uyarılmış aracın düşey sürüş hareketlerini incelemek için kullanılacaktır. Rassal ray girdisi olarak, Federal Railroad Administration (FRA) uluslararası standardı tarafından tanımlanmış iz profilleri kullanılacaktır. Birleştirilmiş düşey araç-iz sistemi polytopic bir fonksiyon olarak iz pürüzlülük parametresi ve araç hızı cinsinden oluşturulmuştur ve araç dinamiği üzerindeki etkileri tartışılmıştır. Daha sonra, tek amaçlı optimizasyon problemi, çeşitli araç hızları ve pürüzlülük parametreleri için formüle edilmiştir. H_∞ denetleyicisi systemin belirsizliklerini göze alarak gürbüzlük elde etmeyi hedefler. Bu nedenle sonuçlar H_∞ optimizasyonu kullanılarak, ilgili performans endeksleri arasında en yüksek uzlaşım eğrilerini elde etmek için kullanılmıştır. Çalışmanın son kısmında, sabit hızlı bir denetleyici sentezlenmiştir ve sonuçlar araç gövdesi ivmeleri, ikincil ve birincil süspansiyon deformasyonları için frekans yanıt grafikleri ve kare-kök-ortalama değerleri kullanılarak karşılaştırılmıştır. Yapılan benzetim çalışmaları, aktif sistemin sürüş konforunu iyileştirirken, ray tutuşunu izin verilen limitlerde korumakta başarılı olduğunu göstermiştir.
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Makine Mühendisliği |
Bölüm | Bilimsel Yayınlar (Hakemli Araştırma ve Derleme Makaleler) |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 31 Ocak 2023 |
Gönderilme Tarihi | 15 Eylül 2022 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2023 Sayı: 17 |