Optimalizace regulačního algoritmu MR tlumiče

Transkript

1 Optimalizace regulačního algoritmu MR tlumiče Zbyněk Strecker Institute of Machine and Industrial Design Faculty of Mechanical Engineering BUT

2 Optimalizace regulačního algoritmu MR tlumiče Obsah Úvod Současný stav poznání Vymezení cílů Metodický přístup k řešení Analýza a interpretace Závěr /19

3 Úvod Cíle odpružení automobilu: Minimalizace a 2 (komfort) Maximalizace přítlaku kola na vozovku (bezpečnost) Typy odpružení Pasivní Semi-aktivní Aktivní /19

4 Úvod MR tlumič /19

5 Současný stav poznání Semiaktivní algoritmy řízení Algoritmy zlepšující komfort (Skyhook, acceleration driven control, balance control) (Karnopp, Ahmadian, atd.) Algoritmy zlepšující přítlak (Groundhook) (Ahmadian) Problém neuvažuje se dynamika MR tlumiče /19

6 Současný stav poznání Omezující parametry MR tlumiče Regulační rozsah MR tlumiče Konstrukční řešení tlumiče (Carlson) Degradace kapaliny (Ulicny, Sunkara, Roupec) Celková doba odezvy MR tlumiče (Koo) Odezva MR kapaliny (Gonkalves) Odezva el. proudu na řídicí signál (Yang) Odezva magnetické indukce na elektrický proud cívkou (Güth) i 1 RLt U u ( t) dt, u ( t) = i. RL i = (1 e L L RL = ) /19

7 Vymezení cílů práce Analýza limitujících parametrů MR tlumiče Návrh optimálního regulátoru proudu pro MR tlumič Realizace fyzikálního modelu závěsu kola pro účely testování semiaktivních algoritmů Sestavení virtuálního modelu automobilu pro účely posuzování efektivity semiaktivních algoritmů Experimentální ověření efektivity semiaktivních algoritmů na fyzikálním modelu závěsu kola /19

8 Metodický přístup k řešení analýza omezujících parametrů Měření dynamických charakteristik MR tlumiče /19

9 Metodický přístup k řešení analýza omezujících parametrů Zjištění vlivu vířivých proudů na celkovou dobu odezvy FEM simulace SW FEMM Měření mag. indukce /19

10 Metodický přístup k řešení návrh optimálního regulátoru proudu Patentované řešení PWM proudového regulátoru /19

11 Metodický přístup k řešení fyzikální model závěsu kola + model Čtvrtinový zmenšený model závěsu Modální parametry odpovídají zadnímu závěsu Škody Fabie Vytvořen odpovídající model v Matlabu Metodika vyhodnocení kvality odpružení Komfort : Bezpečnost jízdy: /19

12 Analýza a interpretace Doba odezvy MR tlumiče Doba odezvy el. proudu v závislosti na použité regulaci /19

13 Analýza a interpretace Simulace magnetické indukce 1 A, 0 Hz 1 A, 200 Hz /19

14 Analýza a interpretace Řešení problému vířivých proudů Návrh pístu z feritového materiálu /19

15 Analýza a interpretace Porovnání kvality odpružení semiaktivních algoritmů Pasivní nastavení /19

16 Analýza a interpretace Porovnání kvality odpružení přejezdové zkoušky Groundhook Nutná znalost relativní rychlost neodpružené hmoty vzhledem k vozovce /19

17 Analýza a interpretace Porovnání kvality odpružení přejezdové zkoušky Modifikovaný groundhook Jednodušší implementace, velmi dobré výsledky /19

18 Analýza a interpretace Porovnání kvality odpružení přejezdové zkoušky Skyhook /19

19 Závěr Splnění cílů dizertační práce Byl potvrzen a popsán zásadní vliv časové odezvy MR tlumiče na efektivitu semiaktivních algoritmů řízení MR tlumiče. Byl navržen optimální PWM proudový regulátor, který je schopný i usoučasných MR tlumičů značně urychlit jejich dobu odezvy. Byly navrženy úpravy stávající konstrukce MR tlumiče snižující dobu odezvy MR tlumiče naúroveň řádově jednotek milisekund, což umožňuje efektivní využití algoritmů typu Groundhook /19

20 Výstupy Publikace: STRECKER, Z.; RŮŽIČKA, B. The Application of MR Dampers in the Field of Semiactive Vehicle Suspension. In Mechatronics. Berlin Heidelberg, Springer-Verlag p MAZŮREK, I.; ROUPEC, J.; KLAPKA, M.; STRECKER, Z. Load and rheometric unit for the test of magnetorheological fluid. MECCANICA (3). p DLUGOŠ, J.; ROUPEC, J.; STRECKER, Z.; MAZŮREK, I. Problems of FEM Simulation of Magnetorheological Clutch's Magnetic Circuit. In Engineering Mechanics th international Conference. Praha, IT ASCR p ROUPEC, J.; MAZŮREK, I.; STRECKER, Z.; KLAPKA, M. The Behavior of the MR Fluid During Durability Test. Journal of Physics: Conference Series (1). p Patent: PV Ovládací obvod magnetoreologického tlumiče /19

21 Z. Strecker 20/19