طراحی کنترل کننده دو مرحله‌ای سیستم ترمز ضد قفل با درنظرگرفتن دینامیک عملگر سیستم

سیستم ترمز ضد‌قفل (abs) یکی از مهم‌ترین سیستم‌های ایمنی خودرو می‌باشد که با تنظیم مقدار لغزش طولی خودرو در مقدار بهینه‌اش، نیروی طولی تایر را در بیشترین مقدار خود قرار می‌دهد. بدین ترتیب گشتاور ترمزی مناسب به خودرو وارد شده و علاوه بر کاهش فاصله توقف خودرو، از قفل‌شدن چرخ‌ها جلوگیری می‌شود. به دلیل وجود پارامترهای تاثیرگذار بسیار زیاد، این سیستم جزء سیستم‌های پیچیده خودرویی است. از این رو در بسیاری از مطالعات تنها قسمتی از سیستم را در نظر گرفته و به بررسی و توسعه آن پرداخته شده است. در این مقاله سعی شده ابتدا یک مدل‌سازی کامل از اجزای سیستم ترمزی شامل پدال ترمز، بوستر، سیلندر اصلی، ماژول هیدرولیکی، کالیپر و لنت‌ها انجام شود. سپس در ادامه، طراحی سیستم کنترلی دو لایه انجام گردد. در لایه اول قانون کنترلی گشتاور ترمزی به روش کنترل غیرخطی پیش‌بین طراحی شده است. سپس در لایه دوم بر اساس مدل مرجع لغزش طولی پیشنهادی به روش شبکه عصبی، گشتاور ترمزگیری محاسبه شده در لایه اول توسط کنترل شیرهای تغذیه و تخلیه ماژول هیدرولیکی سیستم ترمز ایجاد ‌گردد. در پایان، نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی به‌منظور بررسی دقت مدل‌سازی ریاضی و عملکرد سیستم کنترلی طراحی شده، نشان داده شده است. نتایج نشان می‎‌دهد که مدل‌سازی انجام شده رفتار ماژول کنترل هیدرولیکی را به خوبی پیاده‌سازی می‌کند و همچنین کنترل‌کننده گشتاور دو مرحله‌ای به خوبی می‌تواند لغزش طولی را در محدوده مطلوب حفظ نماید.