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研究生: 洪瑞宏
RUEI-HONG HONG
論文名稱: 車輛輪胎變形量之估測與主動式懸吊系統之補償
Estimation of Tire Deformation on Vehicle and Compensation of Active Suspension System
指導教授: 黃緒哲
Shiuh-Jer Huang
口試委員: 陳亮光
Liang-kuang Chen
陳柏全
Bo-Chiuan Chen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 111
中文關鍵詞: 主動式懸吊系統輪胎變形量遞迴最小平方法卡爾曼估測器基本模糊控制自組織模糊控制
外文關鍵詞: Active Suspension System, Tire Deformation, Recursive Least Square, Kalman Filter, Fuzzy Controller, Self-Organizing Fuzzy Controller
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  • 本研究使用PC-BASED於控制架構,實現1/4車主動式懸吊控制與輪胎變形量之估測。主動式懸吊系統已發展多年,各種演算法應用相繼提出,然而車輛的輪胎變形量多半被忽略。輪胎變形量對於車輛的操縱性與舒適性有相當影響,由於輪胎為一非線性彈性體,難以使用數學模式準確估測出其變形量,實際車輛上不易獲得輪胎變形量,本研究利用車體與輪軸上的加速度計獲得加速度,使用遞迴最小平方法(RLS)與卡爾曼估測器(Kalman Filter)估測輪胎變形量,比較估測效果,並將估測結果應用於主動式懸吊上的車體位置控制補償,驗證估測結果有助於車體舒適性提升。主動式懸吊控制方面,採用不需要系統模型之基本模糊控制(Fussy)、自組織模糊控制(SOFC),可免除非線性系統之鑑定,在車體控制上亦有不錯的控制效果。


    PC-BASED control system was constructed to realize quarter vehicle active suspension control and estimate the tire deformation. The active suspension system research logic had been investigated for a long time and many control algorithms had been proposed in literatures. However, the tire deformation affect on vehicle suspension control was seldom discussed. The tire deformation may affect the active suspension control performance and vehicle comfort. In addition, tire is a nonlinear elastomer, and its tire deformation is hard to be measured or estimated accurately by modeling. Here, the RLS and Kalman Filter algorithms are employed to estimate the tire deformation based on the acceleration feedback from the accelerometers on vehicle and axle. Then, the estimation result is used to compensate suspension travel during active suspension control. The intelligent fuzzy control and SOFC are adopted to design the active suspension system controller in this thesis. The experimental results show that the vehicle body deformation signal filtering out the tire estimate deformation can improve the comfort of active suspension system.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 研究動機與目的 3 1.4 論文架構 4 第二章 系統架構 5 2.1 系統架構之描述 5 2.2 懸吊機構 5 2.2 機電整合 7 2.2.1 控制單元: 8 2.2.2 A/D、D/A及Encoder介面卡: 8 2.2.3 油壓驅動單元: 9 2.2.4 主動式懸吊單元: 9 2.2.5 路面模擬單元: 9 2.2.6 感測器: 10 第三章 控制理論 11 3.1 基本模糊控制 11 3.2 自組織模糊控制理論 13 第四章 輪胎變形量估測與影響 22 4.1 輪胎變形量對車體的影響 22 4.2 輪胎變形量量測 23 4.3 輪胎變形量估測 23 4.3.1遞迴最小平方法(Recursive Least Square) 24 4.3.2卡爾曼估測器(Kalman Filter) 33 第五章 實驗結果與討論 43 5.1路面模擬 44 5.2車體位置控制實驗 50 5.2.1基本模糊控制器實驗結果 52 5.2.2自組織模糊控制器實驗結果 62 5.3車體位置控制實驗(濾除輪胎變形量) 72 5.3.1基本模糊控制器濾除輪胎變形量實驗結果 73 5.3.2自組織模糊控制器濾除輪胎變形量實驗結果 81 第六章 結論與未來展望 91 6.1結論 91 6.2未來展望 92 參考文獻 93

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