طراحی و مقایسه عملکرد کنترل‌کننده‌های قانون‌مدار و مد لغزشی سیستم ترمز ضدقفل هیدرولیکی خودرو

از عیوب عمده سیستم ترمز معمولی خودرو، کنترل نشدن مقدار گشتاور ترمزی اعمال‌شده به چرخ‌ها نسبت به گشتاور اصطکاکی بین تایر و زمین در ترمزگیری شدید می‌باشد. چنانچه راننده اطلاع دقیقی از شرایط جاده نداشته باشد، با اعمال نیروی بیش‌ازحد به پدال ترمز، باعث قفل شدن چرخ‌ها خواهد شد. با قفل شدن چرخ‌های خودرو علاوه بر افزایش مسافت ترمزی، پایداری جانبی خودرو نیز کاهش می‌یابد و خودرو از مسیر خود منحرف می‌گردد. سیستم ترمز ضدقفل به‌منظور افزایش راندمان سیستم ترمز و دستیابی به کمترین مسافت ترمزی و افزایش پایداری خودرو در شرایط اضطراری ترمزگیری از طریق پیشگیری از قفل شدن چرخ‌ها طراحی گردیده است. بدین منظور الگوریتم‌های کنترلی مختلفی برای کنترل کردن مقدار لغزش، شتاب و سرعت زاویه‌ای پیشنهاد شده است. در مقاله حاضر ابتدا برای کل سیستم ترمز ضدقفل مدل‌سازی تحلیلی ارائه و با آزمایشات تجربی صحه‌گذاری و معادلات حالت سیستم ارائه گردیده است. سپس دو الگوریتم کنترلی قانون‌مدار و مد لغزشی برای سیستم طراحی‌شده و نحوه عملکرد آن‌ها با داده‌های تجربی به‌دست‌آمده از آزمایش سیستم ترمز در شرایط واقعی ارزیابی و مقایسه شده است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که استفاده از الگوریتم‌های قانون‌مدار می‌تواند با حجم کم کدهای برنامه‌نویسی در مقایسه با الگوریتم‌های مقاوم با حجم بالای محاسبات و کدهای برنامه‌نویسی در شرایط واقعی نتایج قابل‌قبولی را به دنبال داشته باشد.

designing and comparing the performance of rule-based and sliding mode controllers of automotive hydraulic anti-lock braking system

one of the major defects of the conventional car braking system (cbs) is the lack of control of the amount of braking torque applied to the wheels compared to the frictional torque between the tire and the ground during extreme braking. if the driver does not have accurate estimate of the road conditions, applying too much force to the brake pedal will cause the wheels to lock. by locking the wheels of the car, in addition to increasing the braking distance, the lateral stability of the car is also reduced and the car deviates from its path. the anti-lock braking system was designed to increase the efficiency of the braking system, achieve the minimum braking distance and increase the directional stability of the vehicle in emergency braking situations by preventing the wheels from locking. for this purpose, various control algorithms were proposed to control the amount of slip, deceleration and angular velocity. in the present research, first, analytical modeling was presented for the entire anti-lock braking system followed by experimental validation tests and system state equations. then, two control algorithms of rule-based and sliding mode were designed for the system and their performance was evaluated and compared with the experimental data obtained from the brake system test under real conditions. the findings of this research show that under real conditions, the use of rule-based algorithms, with a small volume of calculations and programming codes, can lead to acceptable results compared to robust algorithms consisting of a high volume of calculations and programming codes.