تخمین لحظه‌ای نیروی عمودی تایرها با استفاده از مدل تلفیقی سخت‌افزاری- نرم‌افزاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 دانشکاه شهید باهنر کرمان

3 شهید باهنر کرمان*مهندسی مکانیک

چکیده

بار عمودی لحظه‌ای روی تایر از عوامل مهم و تأثیرگذار بر ایمنی و عملکرد خودرو و سیستم‌های کنترل دینامیکی خودرو است. پارامترهای زیادی بر بار عمودی تایر تأثیر می‌گذارند، ازجمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به جرم خودرو، موقعیت مرکز جرم خودرو همچنین دینامیک و حالت‌های خودرو حین مانور اشاره کرد. در این مقاله الگوریتم جدیدی جهت تخمین در لحظه مقدار نیروی عمودی روی تایر در حین مانور توسعه داده‌شده است. در گام اول این الگوریتم، داده‌های ماژول GPS/IMU و شبکه عصبی مصنوعی به کار گرفته‌شده است. الگوریتم پیشنهادی شامل دو بلوک مربوط به دینامیک رول و دینامیک پیچ خودرو است که به‌طور موازی و با ساختار چندلایه شبکه‌های عصبی مصنوعی آموزش داده‌ شده‌اند. خروجی بلوک‌های شبکه عصبی، توزیع بار استاتیک روی هر تایر خودرو است. در گام دوم الگوریتم، به‌منظور تخمین مقدار انتقال بار حین مانور در خودرو، مدل تلفیقی سخت‌افزاری-نرم‌افزاری توسعه داده‌شده است تا مقدار لحظه‌ای بار عمودی روی هر تایر محاسبه گردد. در این راستا، مدل 9 درجه آزادی خودرو که با تست‌های تجربی اعتبارسنجی شده است در هر لحظه صحت مقادیر تخمین زده شده را مورد بررسی قرار می‌دهد. مقایسه نتایج بدست آمده از مقدار نیروی عمودی لحظه‌ای تایر با استفاده از الگوریتم پیشنهادی و مقدار خروجی شبیه‌سازی در نرم‌افزار کارسیم نشان‌دهنده دقت قابل‌قبول این روش است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Online estimation of tire normal force with applying hardware-software couple model

نویسندگان [English]

  • Hossein Mirzaeinejad 1
  • Ali Hosseini Salari 2
  • majied fooladi mahani 3
1 Department of Mechanical Engineering, Shahid Bahonar university of Kerman
2 Department of Mechanical Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman
3 Department of Mechanical Engineering, Shahid Bahonar university of Kerman
چکیده [English]

Tire online normal force has effects on vehicle safety and performance and dynamic control systems. It is influenced by too many parameters such as vehicle mass and center of gravity (CG) position and vehicle instantaneous dynamics states. In this paper, a new estimation algorithm is developed to estimate tires’ online normal forces during a maneuver. The proposed algorithm uses GPS/IMU module and artificial neural network (ANN) with a validated hardware-software couple model to make training, testing and validating data for ANN structure. By applying two roll and pitch ANN blocks, it estimates tires’ static normal forces. In this respect, the validated 9-DOF vehicle model instantaneously monitors the estimated values. Comparing the obtained results from the proposed method with the outputs from Carsim indicates the acceptable accuracy of this method. Comparing the obtained results from the proposed method with the outputs from Carsim indicates the acceptable accuracy of this method. Comparing the obtained results from the proposed method with the outputs from Carsim indicates the acceptable accuracy of this method. Comparing the obtained results from the proposed method with the outputs from Carsim indicates the acceptable accuracy of this method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mass estimation
  • artificial neural network
  • Roll dynamic
  • Pitch dynamic
  • Online tire normal force