ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تصميم نظام تعليق نصف فعال باستخدام المتحكم الضبابي ذاتي التنظيم

Design of a semi-active suspension system using self-organizing fuzzy controller

2603   1   76   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2015
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

إن من وظائف نظام التعليق في السيارة عزل الاهتزازات الناتجة بسبب وعورة الطريق عن السائق و تأمين قيادة مريحة. و لكن تصميم أنظمة التحكم لأنظمة التعليق نصف الفعالة أمر صعب بسبب اللاخطية التي تبديها العناصر المكونة لهذه الأنظمة مما جعل الدراسات المرتبطة بها تتسم بالتعقيد. لذلك و في سبيل تحسين أداء أنظمة التعليق نصف الفعالة دون تكلف عناء تصميم متحكم يعتمد على النموذج مباشرة تم تصميم نظام تحكم باستخدام المتحكم الضبابي ذاتي التنظيم بالاعتماد على مبدأ التأخير في الجزاء للتحكم بنظام تعليق نصف فعال يستخدم المخمدات المغناطيسية الريولوجية. إذ يقوم المتحكم بمحاولة تحسين أداء النظام بناء على الاستجابة المرغوبة الموصوفة في جدول الجزاء. يستخدم المتحكم الضبابي متغيرين كدخل للمتحكم و هما سرعة الكتلة المعلقة و سرعة الكتلة غير المعلقة. باستخدام نموذج ربع سيارة بدرجتي حرية تمت نمذجة و محاكاة النظام في بيئة MATLAB & Simulink®، و تمت مقارنة النتائج مع استراتيجية sky-hook الواسعة الاستخدام، حيث أظهرت المحاكاة قدرة المتحكم الضبابي ذاتي التنظيم على تقديم نتائج جيدةفي التقليل من تسارع الكتلة المعلقة في نماذج الطرق المتنوعة بالمقارنة مع استراتيجية sky-hook.


ملخص البحث
تتناول هذه الورقة البحثية تصميم نظام تعليق نصف فعال باستخدام متحكم ضبابي ذاتي التنظيم للتحكم في مخمدات مغناطيسية ريولوجية. يهدف نظام التعليق إلى تحسين راحة القيادة عبر تقليل الاهتزازات الناتجة عن وعورة الطريق. تم استخدام نموذج ربع سيارة بدرجتي حرية لمحاكاة النظام في بيئة MATLAB & Simulink، وتمت مقارنة النتائج مع استراتيجية Sky-hook الشهيرة. أظهرت النتائج قدرة المتحكم الضبابي ذاتي التنظيم على تقديم أداء جيد في تقليل تسارع الكتلة المعلقة مقارنة باستراتيجية Sky-hook. يعتمد المتحكم الضبابي على متغيرين رئيسيين هما سرعة الكتلة المعلقة وسرعة الكتلة غير المعلقة، ويستخدم مبدأ التأخير في الجزاء لتحسين أداء النظام بناءً على الاستجابة المرغوبة. تم تصميم جدول جزاء لتحديد القيم المرغوبة للاستجابة، وتم تدريب النظام على نموذج طريق محدد لاختبار فعالية المتحكم. أظهرت المحاكاة أن النظام المقترح يقدم تحسينات ملحوظة في راحة القيادة مقارنة بالأنظمة التقليدية.
قراءة نقدية
تعتبر الدراسة المقدمة خطوة مهمة نحو تحسين أنظمة التعليق نصف الفعالة باستخدام تقنيات التحكم الضبابي. ومع ذلك، يمكن الإشارة إلى بعض النقاط التي قد تحتاج إلى مزيد من البحث والتطوير. أولاً، لم يتم اختبار النظام في ظروف واقعية متعددة، مما قد يؤثر على دقة النتائج عند تطبيقها في الحياة العملية. ثانياً، قد يكون من المفيد دمج استراتيجيات تحكم أخرى مع المتحكم الضبابي لتحسين الأداء بشكل أكبر. أخيراً، يمكن أن تكون عملية التدريب والتعديل الذاتي أكثر تعقيداً وتحتاج إلى وقت طويل، مما قد يكون غير عملي في بعض التطبيقات.
أسئلة حول البحث
  1. ما هو الهدف الرئيسي من نظام التعليق نصف الفعال المقترح في الورقة البحثية؟

    الهدف الرئيسي هو تحسين راحة القيادة عبر تقليل الاهتزازات الناتجة عن وعورة الطريق باستخدام متحكم ضبابي ذاتي التنظيم للتحكم في مخمدات مغناطيسية ريولوجية.

  2. ما هي المتغيرات التي يعتمد عليها المتحكم الضبابي في النظام المقترح؟

    يعتمد المتحكم الضبابي على متغيرين رئيسيين هما سرعة الكتلة المعلقة وسرعة الكتلة غير المعلقة.

  3. كيف تم تقييم أداء النظام المقترح في الورقة البحثية؟

    تم تقييم أداء النظام عبر محاكاة نموذج ربع سيارة في بيئة MATLAB & Simulink، ومقارنة النتائج مع استراتيجية Sky-hook الشهيرة.

  4. ما هي التحديات التي قد تواجه تطبيق النظام المقترح في الحياة العملية؟

    التحديات تشمل عدم اختبار النظام في ظروف واقعية متعددة، وتعقيد عملية التدريب والتعديل الذاتي، والحاجة إلى دمج استراتيجيات تحكم أخرى لتحسين الأداء بشكل أكبر.


المراجع المستخدمة
Jazar, Reza N.Vehicle Dynamics: Tehory and Applications. New York : Springer, 2008. p. 1015. ISBN:978-0-387-74243-4
Rill, George.Vehicle Dynamics. University of Applied Sciences. Fachhochschule Regensburg, 2006. p. 157, Lecture notes
Dixon, John C.The Shock Absorber Handbook. Chichester : Wiley, 2007. p. 445. ISBN: 9780470510209
قيم البحث

اقرأ أيضاً

منذ أن تم اختراع المنطق الضبابي والتحكم الضبابي حظي الأخير بانتشار واهتمام متزايدين في تطبيقات متنوعة وفي الأجهزة المختلفة في مختلف نواحي الحياة. ولعل ذلك لسهولة تطبيق نظام التحكم الضبابي ولابتعاده غالباً عن تعقيدات العلاقات الرياضية. حتى لو لم نكن ن علم نموذج النظام موضوع التحكم، يستطيع المتحكم الضبابي ذاتي التنظيم (SOFC) تحسين استجابة متحكم ضبابي خطي موجود أو بناء جدول تحكم من الصفر، من خلال تقييم أداء المتحكم الحالي وتعديل جدول التحكم بناءً على ذلك. يقدم هذا البحث مادة بسيطة توضح كيفية تصميم واستخدام المتحكم الضبابي ذاتي التنظيم. من خلال عملية نمذجة ومحاكاة باستخدام Matlab & Simulink® حيث تم فيها استخدام المتحكم لتنظيم سرعة محرك كهربائي مستمر عند حمولات متغيرة. وأظهرت المحاكاة قدرة المتحكم على تقديم استجابة جيدة وتقليل خطأ السرعة بشكل ملحوظ عند تغير الحمولة. يعد البحث مادة نصية يمكن أن يرجع إليها طلبتنا والباحثون المهتمون في مجال التحكم التكيفي عامة، والتحكم الضبابي ذاتي التنظيم خاصة.
تم في هذه الدراسة تصميم متحكم عصبوني ضبابي متكيف (ANFIS) و مقارنة أداءه مع أداء المتحكم المقترح و مع استجابة النموذج الرياضي للمركبة بدون وجود متحكم (حلقة مفتوحة) و بوجود اضطرابات دخل مختلفة.
تعتبر أنظمة التعليق من أهم المكونات في المركبات الحديثة كما أنها تعد أهم عوامل الراحة و الأمان فيها لذلك كان لابد من تأمين متحكم يضمن التفاعل الكامل بين مكونات نظام التعليق و يساعد في اتخاذ القرارات الدقيقة في الوقت المناسب, يقترح البحث تصميم متحكم ب استخدام نظام الاستدلال العصبي الضبابي المكيف الموسع (EANFIS) و استخدامه كوحدة اتخاذ قرار في نظام التعليق لنموذج ربع المركبة بغاية المحافظة على ثبات المركبة على الطرقات لتأمين راحة الركاب حيث يقوم بتحقيق دقة في اتخاذ القرار للمساهمة في تخفيض الاهتزازات و امتصاص الصدمات الناتجة عن عدم استواء الطريق و بالتالي يمنع وصولها إلى مقصورة القيادة و يؤمن الثبات و التماسك المطلوب تم تطبيق المتحكم على نموذج ربع المركبة و دراسة استجابة النموذج في حال حدوث اضطرابات مختلفة و مقارنة أداء المتحكم مع متحكم يعتمد على نظام الاستدلال الضبابي و مع استجابة النموذج الرياضي ذو الحلقة المفتوحة بوجود اضطرابات دخل مختلفة و قد أظهر المتحكم تفوقاً في الأداء من حيث تخفيض الإزاحات و سرعة الاهتزاز و تسارعه.
تزايد االعتماد على مصادر الطاقات الجديدة والمتجددة من أجل الحصول على الطاقة الكهربائية بدون استخدام مصادر الوقود الأحفوري التقليدية وبالتالي حل مشاكل أزمة الطاقة العالمية وأيضا ً الحفاظ على بيئة نظيفة من خلال محاربة أخطار الاحتباس الحراري ونتائجه ا لسلبية , وتعتبر طاقة الرياح إحدى أهم هذه الطاقات البديلة. وسوف نعمل في هذا البحث من أجل التحكم باستطاعة عنفة ريحية ذات سرعة متغيرة عن طريق التحكم بزاوية الميلان بهدف تنظيم الاستطاعة والتحكم بالسرعة الدورانية بهدف أمثلة الاستطاعة حيث سنقوم باستخدام متحكم ضبابي بزاوية الميلان عوضا عن المتحكمات التقليدية مما يتوقع منه تحسين استجابة النظام وتأمين سهولة في التطبيق والتعديل ووانخفاض في الكلفة. من خلال الدراسة المرجعية توصلنا إلى النتيجة التي بينت بأن أغلب الدراسات السابقة في نظم طاقة الرياح المتطورة تناولت التحكم باستطاعة عنفة ريحية باستخدام متحكمات تقليدية من نوع PI أو PID .تظهر لدينا المشكلة بالحاجة إلى معرفة النموذج الرياضي الدقيق للنظام, حيث تعتمد المتحكمات التقليدية بالعنفات الريحية التي تعمل على سرعة متغيرة على وجود نماذج رياضية قد تكون معقدة وغير خطية وتهمل في كثير من الأحيان الظواهر الفيزيائية كالاشباع المغناطيسي مثال مما يؤدي إلى تعقيد في الحساب وأداء غير متوقع للنظام المقاد. يهدف البحث المقترح إلى تقديم دراسة كاملة عن طريق النمذجة والمحاكاة باستخدام الـMatlab عن استخدام المتحكم الضبابي للتحكم باستطاعة عنفة ريحية حيث سيتم تصميم متحكمات تقليدية من نوع PI للتحكم بزاوية الميلان والتحكم بالسرعة الدورانية ومتحكمات ضبابية تقليدية للتحكم بزاوية الميلان وسيتم الحصول على النتائج ومقارنتها ثم مناقشتها واستخالص النتائج منها. بينت نتائج البحث أ التحكم الضبابي يحسن في سلوك الحالة العابرة إلا أن سلوك الحالة المستقرة سيكون أفضل في حال استخدام نظام تقليدي وعليه لا يمكن للتحكم الضبابي ان يحل فعليا مكان المتحكم التقليدي استنادا إلى ما توصلناه من نتائج.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا