Diplomová práce Plně aktivní podvoek automobilu Pavel Mašita
Obsah Úvod Cíle práce Koncepce říení Rovinný model Prostorový model Říení Návrh trajektorie Experiment, vhodnocení Závěr
Úvod Vývoj technik => aktivní podvoek s neávisle ovládanými kol (rchlosti otáčení, úhl natočení, případně atížení) Jak vužít možnosti aktivního podvoku? Integrované říení Optimaliace Vliv posuvu těžiště na jídní vlastnosti
Cíle práce senámení s princip říených podvoků vtvoření rovinného a prostorového modelu voidla návrh koncepce a optimaliace plně aktivního říení s cílem vužití potenciálu pneumatik pro vtvořené model generování vhodných trajektorií jíd simulace jíd po vgenerovaných trajektoriích vhodnocení simulačních výsledků
Koncepce říení Centrální řídicí jednotka Subsstém Subsstém 2 Subsstém 3 Subsstém N Centraliované říení Voidlo Centrální řídicí jednotka (supervisor) Regulátor Regulátor 2 Regulátor 3 Regulátor N Regulátor Regulátor 2 Regulátor 3 Regulátor N Subsstém Subsstém 2 Subsstém 3 Subsstém N Subsstém Subsstém 2 Subsstém 3 Subsstém N Voidlo Voidlo Supervisor control Heterarchická struktura
Rovinný model Dnamika v horiontální rovině Rovnováha ve svislém směru I M d v x v x dt m v vx x f x u m B, v H arctg v x v H 2 2 vx v hx mg 2 h x lv lv lh l h 3 h s l sr sl s r 4 V u, Silové účink na těžiště Síl na pneumatikách-nelineární ávislosti sl lv sr lv sl lh sr lh u G Horiontální síl na pneumatikách s x i max xi x x,9,8,7,6,5,4,3,2, ávislost s,2,4,6,8 Závislost součinitele tření na skluu pneumatik s x max N 6 5 4 3 2 ávislost x max na 2 4 6 8 N Závislost maximální přenositelné síl v horiontálním směru na atížení
Blokové schéma rovinného modelu g S stat r s v x s x r x G u B x dt x h S dn n v f
li Prostorový model Dnamika prostorového pohbu T mal I I M L L L 4 4 4 4 4 v m v f,,m T úhl pro popis sférického pohbu Pružina k i Zavěšení kol Tlumič b i 3 k l l bl 2 transformace atížení pneumatik Silové účink na těžiště Výstup 4 4 4 4 x x S S G 4 4 4 x x M N N 5 4 v S 54 v 5 v H arctg 5 v x 5 5 2 2 v v v H x H v H
Statický podsstém prostorového modelu g v x i i S l r s aves s x 2 l r f 2 x 2 l A 4 4 M l d dt Dnamický podsstém prostorového modelu 4 v T 4 4 M pohbove rovnice 4 v T dt 4 v T dt 4 v T S 54 5 v T
Říení Invere statického podsstému žádané silové účink na těžiště převádí na povel pro kola x i x -rovinný model G u N xi d max i s s i i i,2 i si vi vi ri si vi vi i arctg si vi vi G x u, s,2,8,6,4,2,,8,6,4 d ávislost s,,2,3,4,5,6,7,8,9 ávislost skluu pneumatik na součiniteli tření Sledovač trajektorie žádané a skutečné trajektorie určuje potřebné silové účink na těžiště u u H u (, w) d w Re f, d R diag( R, R, R ) e f f 2 3 f, d regulátor má dopřednou a pětnovaební část Nastavování posuvu těžiště přímo úměrně odstředivé síle Kv Hd d -prostorový model používá skutečné hodnot pro posuv těžiště úprava matic G, G, N g
Říení - optimaliace Vužití pneumatik Cílová funkce i i xi x max i max max i i xi x max i Optimaliační parametr x, Hledání minima min
Blokové schéma invere statického podsstému prostorového modelu slip s x d v x pro posuv těžiště prostorového modelu x r T,, u d N g G x d s x d g v x
Voidlo s říením Rovinný model d d CT Regulátor ud S stat Voidlo Prostorový model d d CT Regulátor u d S stat Voidlo r T,
Návrh trajektorie Trajektorie vcháí prostoru, kterým má voidlo projet, a rchlosti, kterou se má pohbovat Křivka xje navržena tak, ab její minimální poloměr křivosti bl maximální (minimaliace odstředivých sil) v v Pro volený průběh rchlosti je křivka parametriována v čase x x t, t Potřebné hodnot T H vh generuje jednostopý planární model t
Simulační experiment Porovnávání růných modelů Parametr voidla voidlo nižší tříd Zkušební tratě ISO 3888-2 55 km/h kružnice R m v 5 t / 3,6 km h
Vliv optimaliace u rovinného a prostorového modelu 7 6 5 prubeh leve predni prave predni leve adni prave adni 4 3.5 3 prubeh leve predni prave predni leve adni prave adni 4 2.5 [] 3 [] 2.5 2.5 [].5.5 2 2.5 3 3.5 4.9.8.7.6.5.4.3.2. rov. model be opt. prubeh leve predni prave predni leve adni prave adni.5.5 2 2.5 3 3.5 rov. model s opt. [].5.5 2 2.5 3 3.5 4.9.8.7.6.5.4.3.2. prost. model be opt. prubeh.5.5 2 2.5 3 3.5 4 prost. model s opt. leve predni prave predni leve adni prave adni
Vliv optimaliace a posuvu těžiště prubeh prubeh 5 leve predni kolo 5 prave predni kolo [] [].4.2.8.6.4.2..9.8.7.6.5.4.3.2. leve predni prave predni leve adni prave adni 5 5 2 25 3 35 model be posuvu těžiště be opt. prubeh leve predni prave predni leve adni prave adni 2 3 4 5 6 [] [].9.8.7.6.5.4.3.2..9.8.7.6.5.4.3.2. leve predni prave predni leve adni prave adni 2 3 4 5 6 prubeh 2 3 4 5 6 7 model be posuvu těžiště s opt. leve predni prave predni leve adni prave adni [N] [N] x -5 2 4 6 8 5 leve adni kolo x -5 2 4 6 8 [N] [N] 5-5 2 4 6 8 5 leve predni kolo leve adni kolo -5 2 4 6 8 x x [N] [N] [N] [N] x -5 2 4 6 8 5 prave adni kolo x -5 2 4 6 8 5 prave predni kolo -5 2 4 6 8 5 prave adni kolo -5 2 4 6 8 x x model s posuvem těžiště be opt. model s posuvem těžiště s opt.
Vhodnocení Kladný vliv optimaliace říení-lepší vužití možností aktivního podvoku Roložení horiontálních sil na kola podle jejich atížení => vrovnání vužití jednotlivých kol, většení reerv, se kterou voidlo projíždí adanou trajektorii Kladný vliv posuvu těžiště na roložení atížení na kola Zatížení pravé a levé stran voidla se vrovnává
Závěr Splněn cíle práce Ověřen možnosti aktivního podvoku+posuvu těžiště Další vývoj Optimaliační proces Reálnější model Adaptivní plánování trajektorie