Kayan kipli kontrol kullanılarak çeyrek araç ve köprü titreşimlerinin aktif kontrolü

Mustafa Eroğlu; Mehmet Akif Koç; Recep Kozan; İsmail Esen

doi:10.17341/gazimmfd.985449

Kayan kipli kontrol kullanılarak çeyrek araç ve köprü titreşimlerinin aktif kontrolü

Öz

Bu çalışmada Euler-Bernoulli kirişi olarak modellenebilen köprü üzerinden geçen üç serbestlik dereceli çeyrek araç süspansiyon sisteminin aktif kontrolü üzerine çalışılmıştır. Köprü ve aracın matematik modeli belirlenip Lagrange yöntemi kullanılarak hareket denklemleri çıkarılmıştır. Elde edilen hareket denklemleri dördüncü dereceden Runge-Kutta yöntemi kullanılarak Matlab ortamında çözdürülmüştür. Tekerleklere köprü kirişinin salınımları ile birlikte iki farklı yol profili verilerek aracın yol tutuşunun ve yolcu konforunun klasik PID ve Kayan kipli kontrol (SMC) yöntemi kullanılarak en optimum olması sağlanmıştır. Çalışmada önerilen yöntemin doğruluğu literatürde bulunan diğer çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Simülasyon sonuçları göstermiştir ki önerilen aktif süspansiyon kontrolcüleri sayesinde yolcu deplasmanı ve ivmelenme değerlerinin sonucu pasif olana göre yüksek oranda iyileşme sağlamıştır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

Kalaivani R, Sudhagar K, Lakshmi P. Neural Network based Vibration Control for Vehicle Active Suspension System. Indian J Sci Technol 2016;9:18–21. https://doi.org/10.17485/ijst/2016/v9i1/83806.
Yildirim E, Esen I. Dynamic Behavior and Force Analysis of the Full Vehicle Model using Newmark Average Acceleration Method. Eng Technol Appl Sci Res 2020;10:5330–9. https://doi.org/10.48084/etasr.3335.
Paksoy M, Guclu R, Cetin S. Semiactive self-tuning fuzzy logic control of full vehicle model with MR damper. Adv Mech Eng 2014;2014. https://doi.org/10.1155/2014/816813.
Singh D, Aggarwal ML. Passenger seat vibration control of a semi-active quarter car system with hybrid Fuzzy–PID approach. Int J Dyn Control 2017;5:287–96. https://doi.org/10.1007/s40435-015-0175-0.
Devdutt, Aggarwal ML. Fuzzy control of passenger ride performance using MR shock absorber suspension in quarter car model. Int J Dyn Control 2015;3:463–9. https://doi.org/10.1007/s40435-014-0128-z.
Khodadadi H, Ghadiri H. Self-tuning PID controller design using fuzzy logic for half car active suspension system. Int J Dyn Control 2018;6:224–32. https://doi.org/10.1007/s40435-016-0291-5.
Zhang YQ, Zhao YS, Yang J, Chen LP. A dynamic sliding-mode controller with fuzzy adaptive tuning for an active suspension system. Proc Inst Mech Eng Part D J Automob Eng 2007;221:417–28. https://doi.org/10.1243/09544070JAUTO379.
Güçlü R. Active control of seat vibrations of a vehicle model using various suspension alternatives. Turkish J Eng Environ Sci 2003;27:361–73. https://doi.org/10.3906/sag-1204-7.

Demir O, Keskin I, Cetin S. Modeling and control of a nonlinear half-vehicle suspension system: A hybrid fuzzy logic approach. Nonlinear Dyn 2012;67:2139–51. https://doi.org/10.1007/s11071-011-0135-y.
Ben LZ, Hasbullah F, Faris FW. A comparative ride performance of passive, semi-active and active suspension systems for off-road vehicles using half car model. Int J Heavy Veh Syst 2014;21:26–41. https://doi.org/10.1504/IJHVS.2014.057827.
Leblebici AS, Türkay S. An H∞ and Skyhook Controller Design for a High Speed Railway Vehicle. IFAC-PapersOnLine 2018;51:156–61. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.07.026.
Kieneke R, Graf C, Maas J. Active seat suspension with two degrees of freedom for military vehicles. IFAC Proc Vol 2013;46:523–9. https://doi.org/10.3182/20130410-3-CN-2034.00085.
Nagarkar M, Bhalerao Y, Patil GV, Patil RZ. Multi-Objective Optimization of Nonlinear Quarter Car Suspension System - PID and LQR Control. Procedia Manuf 2018;20:420–7. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2018.02.061.
Guclu R, Metin M. Fuzzy logic control of vibrations of a light rail transport vehicle in use in Istanbul traffic. JVC/Journal Vib Control 2009;15:1423–40. https://doi.org/10.1177/1077546309102664.
Yoshimura T, Nakaminami K, Kurimoto M, Hino J. Active suspension of passenger cars using linear and fuzzy-logic controls. Control Eng Pract 1999;7:41–7. https://doi.org/10.1016/S0967-0661(98)00145-2.
Emam AS. Fuzzy Self Tuning of PID Controller for Active Suspension System. Adv Powertrains Automotives 2015. https://doi.org/10.12691/apa-1-1-4.
Sever M, Şendur HS, Yazıcı H, Arslan MS. Biodinamik sürücü modeli içeren bir taşıt süspansiyon sisteminin durum türevi geri beslemeli LQR ile aktif titreşim kontrolü. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Derg 2019;3:1573–1572. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.570732.
Altun Y. Çeyrek Taşıt Aktif Süspansiyon Sistemi için LQR ve LQI Denetleyicilerinin Karşılaştırılması. Gazi Üniversitesi Fen Bilim Derg Part C Tasarım ve Teknol 2017;5:61–70.
Aktas KG, Esen I. State-Space Modeling and Active Vibration Control of Smart Flexible Cantilever Beam with the Use of Finite Element Method. Eng Technol Appl Sci Res 2020;10:6549–56. https://doi.org/10.48084/etasr.3949.
Cakir MF, Bayraktar M. Modelling of main battle tank and designing LQR controller to decrease weapon oscillations. J Fac Eng Archit Gazi Univ 2020;35:1861–76. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.660584.
Ozer HO, Hacioglu Y, Yagiz N. High order sliding mode control with estimation for vehicle active suspensions. Trans Inst Meas Control 2018;40:1457–70. https://doi.org/10.1177/0142331216685394.
Singh D. Active Vibration Control of Passenger Seat in Quarter Car Model using Supertwisting Controller. Int J Control Autom 2017;10:83–94. https://doi.org/10.14257/ijca.2017.10.11.08.
Rath JJ, Defoort M, Karimi HR, Veluvolu KC. Output Feedback Active Suspension Control with Higher Order Terminal Sliding Mode. IEEE Trans Ind Electron 2017;64:1392–403. https://doi.org/10.1109/TIE.2016.2611587.
Bai R, Guo D. Sliding-mode control of the active suspension system with the dynamics of a hydraulic actuator. Complexity 2018;2018. https://doi.org/10.1155/2018/5907208.
Du M, Zhao D, Yang B, Wang L. Terminal sliding mode control for full vehicle active suspension systems. J Mech Sci Technol 2018;32:2851–66. https://doi.org/10.1007/s12206-018-0541-x.
Khan L, Qamar S, Khan MU. Comparative analysis of adaptive neurofuzzy control techniques for full car active suspension system. Arab J Sci Eng 2012;39:2045–69. https://doi.org/10.1007/s13369-013-0729-4.
Konoiko A, Kadhem A, Saiful I, Ghorbanian N, Zweiri Y, Sahinkaya MN. Deep learning framework for controlling an active suspension system. JVC/Journal Vib Control 2019;25:2316–29. https://doi.org/10.1177/1077546319853070.
Frýba L. Vibration of Solids and Structures under Moving Loads. Thomas Telford House 1999.
Biggs JM. Introduction to Structural Dynamics. McGraw- Hill 1964.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Mustafa Eroğlu ^*
0000-0002-1429-7656
Türkiye

Mehmet Akif Koç
0000-0001-7461-9795
Türkiye

Recep Kozan
0000-0001-8544-883X
Türkiye

İsmail Esen
0000-0002-7853-1464
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

28 Şubat 2022

Gönderilme Tarihi

20 Ağustos 2021

Kabul Tarihi

14 Kasım 2021

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2022 Cilt: 37 Sayı: 4

DOI

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.985449

IZ

https://izlik.org/JA38CH97SN

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Eroğlu, M., Koç, M. A., Kozan, R., & Esen, İ. (2022). Kayan kipli kontrol kullanılarak çeyrek araç ve köprü titreşimlerinin aktif kontrolü. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37(4), 1957-1970. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.985449

AMA

1.Eroğlu M, Koç MA, Kozan R, Esen İ. Kayan kipli kontrol kullanılarak çeyrek araç ve köprü titreşimlerinin aktif kontrolü. GUMMFD. 2022;37(4):1957-1970. doi:10.17341/gazimmfd.985449

Chicago

Eroğlu, Mustafa, Mehmet Akif Koç, Recep Kozan, ve İsmail Esen. 2022. “Kayan kipli kontrol kullanılarak çeyrek araç ve köprü titreşimlerinin aktif kontrolü”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37 (4): 1957-70. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.985449.

EndNote

Eroğlu M, Koç MA, Kozan R, Esen İ (01 Şubat 2022) Kayan kipli kontrol kullanılarak çeyrek araç ve köprü titreşimlerinin aktif kontrolü. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37 4 1957–1970.

IEEE

[1]M. Eroğlu, M. A. Koç, R. Kozan, ve İ. Esen, “Kayan kipli kontrol kullanılarak çeyrek araç ve köprü titreşimlerinin aktif kontrolü”, GUMMFD, c. 37, sy 4, ss. 1957–1970, Şub. 2022, doi: 10.17341/gazimmfd.985449.

ISNAD

Eroğlu, Mustafa - Koç, Mehmet Akif - Kozan, Recep - Esen, İsmail. “Kayan kipli kontrol kullanılarak çeyrek araç ve köprü titreşimlerinin aktif kontrolü”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37/4 (01 Şubat 2022): 1957-1970. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.985449.

JAMA

1.Eroğlu M, Koç MA, Kozan R, Esen İ. Kayan kipli kontrol kullanılarak çeyrek araç ve köprü titreşimlerinin aktif kontrolü. GUMMFD. 2022;37:1957–1970.

MLA

Eroğlu, Mustafa, vd. “Kayan kipli kontrol kullanılarak çeyrek araç ve köprü titreşimlerinin aktif kontrolü”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 37, sy 4, Şubat 2022, ss. 1957-70, doi:10.17341/gazimmfd.985449.

Vancouver

1.Mustafa Eroğlu, Mehmet Akif Koç, Recep Kozan, İsmail Esen. Kayan kipli kontrol kullanılarak çeyrek araç ve köprü titreşimlerinin aktif kontrolü. GUMMFD. 01 Şubat 2022;37(4):1957-70. doi:10.17341/gazimmfd.985449