کنترل موقعیت کلاچ در سیستم انتقال قدرت دستی خودکارشده با استفاده از عملگرهای الکترومکانیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوین، مرکز آموزش عالی فنی و مهندسی بوئین زهرا، قزوین، ایران.

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران.

چکیده

در این مقاله، یک کنترل‌کننده مود لغزشی تطبیقی با بهره‌های متغیر به منظور مقابله بهتر با نامعینی‌ها برای سیستم کنترل موقعیت در یک کلاچ الکترومکانیکی جهت به‌کارگیری در انتقال قدرت دستی خودکار‌شده طراحی می‌شود. از آنجا که در وضعیت رانندگی‌های طولانی، سیستم‌های انتقال قدرت در معرض تغییر در پارامترها مانند تغییر در ضریب اصطکاک صفحه کلاچ و سفتی فنر دیافراگمی کلاچ قرار می‌گیرند، یک روش کنترلی مقاوم جهت تضمین پایداری سیستم و غلبه بر نامعینی‌ها و اغتشاش‌ها لازم می‌باشد. از آنجایی که اکثر متغیرهای دینامیکی سیستم انتقال قدرت مانند سرعت و شتاب بلبرینگ رهاسازی کلاچ به‌صورت مقرون به-صرفه قابل اندازه‌گیری نیستند، یک تخمین‌گر غیرخطی بر پایه فیلتر کالمن آنسنتد جهت تخمین متغیرهای حالت سیستم طراحی شده است. همچنین، یک مدل غیرخطی عملگر الکترومکانیکی برای سیستم کلاچ خودکار ارائه می‌شود. این مدل با نتایج حاصل از شبیه‌سازی مدل ساخته‌شده در نرم‌افزار آدامز و همچنین نتایج تست آزمایشگاهی صحه‌گذاری شده است. شبیه‌سازی‌‌های مختلف کامپیوتری از چندین ورودی مرجعِ جابجایی بلبرینگ کلاچ، جهت ارزیابی عملکرد کنترل‌کننده و تخمین‌گر در نرم‌افزار متلب انجام می‌شود. جهت ارزیابی عملکرد سیستم کنترلی پیشنهادی، از کمیت جذر میانگین مربعات خطای ردیابی موقعیت در دو سیستم به ازای مقادیر مختلف نامعینی 10 و 20 درصد، استفاده شده است. نتایج نحلیل، نشانگر کارآیی بالاتر کنترل‌کننده مود لغزشی تطبیقی طراحی‌شده در بهبود جذر میانگین مربعات خطای ردیابی موقعیت در مقایسه با کنترل‌کننده مود لغزشی مرسوم می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Clutch position control for an automated manual transmission using electromechanical actuators

نویسندگان [English]

  • Abbas Soltani 1
  • Milad Arianfard 2
1 Imam Khomeini International University, Buin Zahra Higher Education Center of Engineering and Technology, Qazvin, Iran.
2 Department of Mechanical Engineering, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran.
چکیده [English]

In this paper, an adaptive sliding mode controller (ASMC) with variable gains to cope the uncertainties is proposed for an electromechanical clutch position control system to apply in the automated manual transmission. Transmission systems undergo changes in parameters with respect to the wide range of driving condition, such as changing in friction coefficient of clutch disc and stiffness of diaphragm spring, hence, an adaptive robust control method is required to guarantee system stability and overcome the uncertainties and disturbances. As the majority of transmission dynamics variables cannot be measured in a cost-efficient way, a non-linear estimator based on unscented Kalman filter (UKF) is designed to estimate the state valuables of system. Also, a non-linear dynamic model of the electromechanical actuator is presented for the automated clutch system. The model is validated with experimental test results. Numerical simulation of a reference input for clutch bearing displacement is performed in computer simulation to evaluate the performance of ASMC controller and UKF estimator. To evaluate the performance of the proposed control system the root mean square( RMS) value of the position tracking error in the two systems for different uncertainties of 10 and 20% has been used. The results of the analysis indicate a higher efficiency of the ASMC designed to improve the RMS value of the position tracking error compared to the conventional SMC.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Automated Clutch
  • Actuator
  • Adaptive Sliding Mode Control
  • Estimator
  • Unscented Kalman Filter