Nelygia kelio danga važiuojančio lengvojo automobilio pusiau aktyvios pakabos valdymo algoritmai

Abstract

Disertacijoje nagrinėjamos elektroniniu būdu reguliuojamos lengvųjų automobilių pakabos. Automobiliuose dažniausiai naudojamos pasyvios pakabos, kurios turi gamintojo nustatytas pastovias slopinimo charakteristikas. Tačiau sparčiai tobulėjant elektroninių sistemų valdymo technologijoms, į automobilius vis dažniau montuojami pakabos slopinimo elementai, kuriais galima keisti slopinimo charakteristikas. Pagrindinis tokių sistemų trūkumas paaiškėja automobiliui užvažiavus ant didesnių kelio nelygumų. Kadangi amortizatorius yra elektroninė sistema, turi veikimo uždelsimą, tad pageidaujamos slopinimo reikšmės pakeičiamos per vėlai. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai bei penki priedai. Įvadinėje dalyje nagrinėjama tiriamoji problema ir darbo aktualumas. Aprašomas tyrimų objektas, suformuluojamas tikslas ir darbo uždaviniai, pristatoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, rezultatų praktinė reikšmė ir ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pateikiamos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos, pranešimai mokslinėse konferencijose ir seminaruose bei disertacijos struktūra. Pirmajame skyriuje apžvelgiama mokslinė literatūra disertacijos tema. Pateikiama mokslinių tyrimų su lengvųjų automobilių pakabomis analizė, taip pat naudojamų pakabų valdymo principų apžvalga. Aptariami kelio paviršiaus nelygumų nustatymo būdai, atliekama virpesių, veikiančių vairuotoją, keleivius ir automobilio elementus, analizė. Antrajame skyriuje pristatomas automobilio su sumontuotu lazeriniu atstumo jutikliu matematinis modelis, modelio patikrinimas. Aprašomas sukurtas kėbulo svyravimų kompensavimo modelis ir elektroniniu būdu valdomos pakabos algoritmas. Pateikiami rezultatai gauti atliekant tyrimus su pasyvia ir pusiau aktyvia pakabomis. Trečiajame skyriuje pateikta eksperimentinių tyrimų metodika ir naudota įranga. Pristatomi lazerinio jutiklio optimalios montavimo vietos ir padėties paieškos eksperimentiniai tyrimai, jų rezultatai. Pateikiami automobilio amortizuotos masės svyravimų kompensavimo modelio ir sukurto pakabos valdymo algoritmo eksperimentiniai tyrimai. Disertacijos tema paskelbti aštuoni moksliniai straipsniai: trys mokslo žurnaluose įtrauktuose į Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazę, penki – kituose recenzuojamuose žurnaluose. Disertacijos tema skaityti keturi pranešimai mokslinėse konferencijose.

The dissertation investigates the electronically adjustable car suspension. In cars, the most widely used passive suspensions have the manufacturer‘s fixed damping characteristics. However, the fast development of electronic control systems technology, the cars are increasingly fitted damping elements with the ability to change the damping characteristics. The main drawback of such systems is when the car comes on a high road bump. Since shock absorbers, like other electronic systems, have a time delay in operation, the desired damping values are changed too late. The thesis includes introduction, three chapters, general conclusions, the list of references, the list of publications of the author on the subject of the thesis and five annexes. In the introduction chapter reviews the research problem and the relevance of the thesis. The object of research and the aim of the thesis are described; the tasks of the thesis are formulated; the research methods, the scientific novelty of the thesis, the practical significance of the achieved results and the defended statments are described. The introduction is finished with author’s publications concerning investigated topic, presentations at conferences and seminars and the structure of the thesis are provided. Sources of scientific literature on the subject of the thesis are reviewed in the first chapter. An analysis of suspension used in passenger cars, as well as an overview of the principles of suspension control are presented. Methods for road surface irregularities identification are reviewed; vibrations that affect driver, passengers and car elements are analyzed. The second chapter presents the mathematical car model with mounted laser distance sensor, also model validation is performed. The developed model of compensation of body oscillations and the algorithm of electronically controlled suspension are described. The results are compared with passive and semi-active suspension. The methods of experimental research and used equipment are presented in the chapter three. Experimental tests of laser sensor optimal mounting location and their results are presented. Experimental research of sprung mass oscillations compensation model and the developed suspension control algorithm are presented as well. Eight scientific papers on the subject of the thesis have been published: three publications have been included in the Clarivate Analytics Web of Science journals, five – were published in other peer-reviewed journals. Four reports on the subject of the thesis have been presented at scientific conferences.