Experimental study of vibration control in a 3 DOF pitch-plane model of an MR vehicle suspension

• Autorzy: Sapiński B. , Martynowicz P.

Warianty tytułu

PL

Sterowanie drganiami płaskiego modelu zawieszenia pojazdu o trzech stopniach swobody – analiza eksperymentalna

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper is concerned with the experimental study of vibration control in a vehicle suspension model equipped with independently controlled magnetorheological (MR) dampers in front and rear sections of the vehicle body, and in the driver’s seat suspension. Pitch-plane suspension model with one pitch degree of freedom (DOF) and two bounce DOFs was considered. The system was tested under harmonic excitations with an open loop and feedback. Performance of standard skyhook controller was compared with cascade controllers, in which the reference resistance forces determined by linear-quadratic or skyhook principles were fed to the inverse model of an MR damper. The tests were conducted in the experimental setup with measurement and control system configured in MATLAB/Simulink environment.

PL

W artykule przedstawiono analizę eksperymentalną układu sterowania drganiami modelu zawieszenia pojazdu wyposażonego w niezależnie sterowane tłumiki magnetoreologiczne (MR) umiejscowione w przednim i tylnym zawieszeniu nadwozia pojazdu, oraz w zawieszeniu fotela kierowcy/operatora. Rozważono płaski model zawieszenia posiadający jeden stopień swobody związany z przechyłem wzdłużnym oraz dwa stopnie swobody związane z przemieszczeniem pionowym. Przeprowadzono badania układu otwartego oraz układu zamkniętego przy wymuszeniach harmonicznych. Dokonano porównania działania regulatora typu skyhook z regulatorami kaskadowymi, dla których referencyjne siły oporu uzyskane jako wyjścia algorytmu skyhook lub rozwiązania problemu liniowo-kwadratowego były odwzorowywane z wykorzystaniem modelu odwrotnego tłumika MR. Badania przeprowadzono na stanowisku laboratoryjnym z wykorzystaniem układu pomiarowo-sterującego skonfigurowanego w środowisku MATLAB/Simulink.

Słowa kluczowe

EN

MR damper; pitch-plane suspension model; vibration control

PL

tłumik MR; płaski model zawieszenia; sterowanie drganiami

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Mechanics / AGH University of Science and Technology
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 26, no. 3
• Strony: 117--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Sapiński B.

autor

Martynowicz P.

• Department of Process Control, AGH University of Science and Technology, Cracow, Poland,

Bibliografia

• [1] Ahmed A.K.W.:Encyclopedia of Vibration. Academic Press 2002
• [2] De Man P., Lemerle P., Verschueren J-Ph., Preumont A.: An investigation of a semi-active for a fork lift truck. Vehicle System Dynamics, vol. 43, No 2, 2005
• [3] ISO Standard 2631-1: Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration. 1997
• [4] Karnopp D., Crosby M.J., Harwood R. A. 1974: Vibration Control Using Semi-Active Force Generators. Journal of Ebgineering for Industry, 1974, pp. 619-626
• [5] Kashani R., Strelow J.E.: Fuzzy Logic Active and Semi-Active Control of Off-Road Vehicle Suspension. Vehicle System Dynamics, vol. 32, No. 4-5, 1999
• [6] Lai C.Y., Liao V.H.: Vibration Control of a Suspension System via a Magnetorheological Fluid Damper. Journal of Vibration and Control, No. 8, 2002
• [7] Marro G., Ntogramatzidis L. :A contribution to the finite-horizon LQ control. Incontro in contro ricordo di Giovanni Zappa, Florencja, Włochy, 2005
• [8] Martynowicz P.: Synteza algorytmów sterowania drganiami dla płaskiego modelu magnetoreologicznego zawieszenia pojazdu. AGH UST 2006 (PhD Thesis
• [9] Martynowicz P., Sapiński B.: Pitch-plane Models of MR Vehicle Suspension for Experimental Testing. Quarterly Mechanics, AGH UST Press, 24, 2005, pp. 120-123
• [10] Michałowski S.: Wielofunkcyjne układy sterowania drgań pojazdów i maszyn roboczych. IV Szkoła Metody Aktywne Redukcji Drgań i Hałasu, 1999,189-196
• [11] Murata Y., Maemori K.: Optimum Design of ER Dampers for Ambulances. JSME International Journal, Series C, vol. 42, No. 4, 1999
• [12] Nagai M.: Semi-active control of vehicle vibration using continuously variable damper. 3rd Int. Conf. on Motion and Vibration Control, Chiba, China 1996, pp. 153-159
• [13] Queslati F., Sankar S.: A class of semi-active Suspension schemes for vehicle vibration control. Journal of Sound and Vibration, vol. 172, No. 3, 1994, pp. 391-411
• [14] Parc C.A., Ahmadian M.: Experimental Evaluation of Semiactive Magneto-Rheological Dampers for Passenger Vehicles. Proceedings of the 32nd International Symposium on Automotive Technology and Automation (ISATA), Vienna, Austria 1999
• [15] Sapiński B., Martynowicz P.: Experimental Study of Vibration Control in a Two-Degree-of-Freedom Pitch-Plane Model of a Magnetorheological Vehicle Suspension. Quarterly Mechanics, AGH UST Press, 26, 2007, pp. 60 70
• [16] Vavreck A.N.: Control of a Dynamic Vibration Absorber with Magneto-rheological Da-mping. Proceedings of ŚPIE, 4073, 2000, 252-263
• [17] Yasuda E., Doi S., Hattori K., Suzuki H., Hayashi Y.: Improvement of Vehicle Motion and Ridling - Comfort by Active Controlled Suspension System. A Transaction of American Society of Automotive Engineers, 1991, No. 910662
• [18] Yokoyama M., Hedrick J.K., Toyama S.: A Model Following Sliding Mode Controller for Semi-Active Suspension Systems with MR Dampers. Proceedings of the American Control Conference, Arlington, USA 2001
• [19] Zhaoxiang D., Zifan F., Zhigang Z., Ming Z.: Research on Virtual Prototyping System for Ground Vehicle with Magnetorheological Semiactive Suspension. Proc. of the Symposium on Smart Materials for Engineering and Biomedical Applications, Suzhou, China, China Aviation Industry Press 2004
• [20] Zribi M., Karkoub M.: Robust control of a car suspension system using magnetorheological dampers. Journal of Vibration and Control, vol. 10, 2004, pp. 507-524