Adaptif Sürüş Kontrol Sistemi Tasarımı ve Gerçeklemesi Bölüm 2: Araç Modeli

Benzer belgeler
Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

MOTORLAR VE TRAKTÖRLER Dersi 10

İÇİNDEKİLER. Bölüm 1 GİRİŞ

DİNAMİK - 1. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

KATI CİSİMLERİN BAĞIL İVME ANALİZİ:

İÇİNDEKİLER. Bölüm 1 GİRİŞ

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DİNAMİK Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

YORULMA ANALİZLERİNDE ARAÇ DİNAMİĞİ MODELLERİNİN KULLANIMI

Sistem Dinamiği. Bölüm 3- Rijit Gövdeli Mekanik Sistemlerin Modellenmesi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

HAFİF TİCARİ KAMYONETİN DEVRİLME KONTROLÜNDE FARKLI KONTROLÖR UYGULAMALARI

MAK585 Dinamik Sistemlerin Modellenmesi ve Simülasyonu

KİNETİK ENERJİ, İŞ-İŞ ve ENERJİ PRENSİBİ

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

2. POTANSİYEL VE KİNETİK ENERJİ 2.1. CİSİMLERİN POTANSİYEL ENERJİSİ. Konumundan dolayı bir cismin sahip olduğu enerjiye Potansiyel Enerji denir.

BTÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVARI DERSİ

İKİ BOYUTLU ÇUBUK SİSTEMLER İÇİN YAPI ANALİZ PROGRAM YAZMA SİSTEMATİĞİ

TİCARİ ARAÇ GELİŞTİRME PROJESİ KAPSAMINDA DİNAMİK MODELİN TESTLER İLE DOĞRULANMASI

DENEY 2. Statik Sürtünme Katsayısının Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

TİCARİ ARAÇ GELİŞTİRME PROJESİ KAPSAMINDA DİNAMİK MODELİN TESTLER İLE DOĞRULANMASI

KATI CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ

STATİK MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN

5. Boyut Analizi. 3) Bir deneysel tasarımda değişken sayısının azaltılması 4) Model tasarım prensiplerini belirlemek

Newton un II. yasası. Bir cismin ivmesi, onun üzerine etki eden bileşke kuvvetle doğru orantılı ve kütlesi ile ters orantılıdır.

BELĐRLĐ BĐR SIKMA KUVVETĐ ETKĐSĐNDE BĐSĐKLET FREN KOLU KUVVET ANALĐZĐNĐN YAPILMASI

VİRTÜEL İŞ (VIRTUEL WORK)

5. Boyut Analizi. 3) Bir deneysel tasarımda değişken sayısının azaltılması 4) Model tasarım prensiplerini belirlemek

YÖNLENDİRİLEBİLİR İLAVE DİNGİL

Theory Turkish (Turkmenistan) Bu soruya başlamadan önce lütfen ayrı bir zarfta verilen genel talimatları okuyunuz.

DİNAMİK. Ders_10. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

KAYMALI YATAKLAR I: Eksenel Yataklar

1. Giriş. 2. Dört Rotorlu Hava Aracı Dinamiği 3. Kontrolör Tasarımı 4. Deneyler ve Sonuçları. 5. Sonuç

MAK 4004 BİTİRME ÖDEVİ DERSİ PROJE ÖNERİSİ

MEKANİK TİTREŞİMLER DERS NOTLARI

KAYMA GERİLMESİ (ENİNE KESME)

3. İzmir Rüzgar Sempozyumu Ekim 2015, İzmir

BÖLÜM 4 KARAYOLUNDA SEYREDEN ARAÇLARA ETKİYEN DİRENÇLER

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

Burma deneyinin çekme deneyi kadar geniş bir kullanım alanı yoktur ve çekme deneyi kadar standartlaştırılmamış bir deneydir. Uygulamada malzemelerin

Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği ( 1. ve 2. Öğretim ) Bölümü Dinamik Dersi (Türkçe Dilinde) 2. Çalişma Soruları / 21 Ekim 2018

HARRAN ÜNİVERSİTESİ 2016 YILI ZİRAAT FAKÜLTESİ FİNAL SINAVI SORU ÖRNEKLERİ

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

Fizik 101: Ders 18 Ajanda

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

DİNAMİK. Ders_9. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

RCRCR KAVRAMA MEKANİZMASININ KİNEMATİK ANALİZİ Koray KAVLAK

ELK-301 ELEKTRİK MAKİNALARI-1

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DİNAMİK - 2. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

HİPPARCOS KATALOĞUNDAKİ ALGOL YILDIZLARININ KİNEMATİĞİ. T. Özdemir *, A. İskender * * İnönü Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü

DENİZ PETROL TLP-TİPLİ PLATFORMUN MODEL DİNAMİK İNCELENMESİ

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

STATIK MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

Otomotiv Mühendisliğinde Mekatronik (MECE 451) Ders Detayları

MUKAVEMET HESAPLARI : ÇİFT KİRİŞLİ GEZER KÖPRÜLÜ VİNÇ

Ödev 1. Ödev1: 600N luk kuvveti u ve v eksenlerinde bileşenlerine ayırınız. 600 N

VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS

AFYON KOCATEPE UNÝVERSÝTESÝ TEZSÝZ YÜKSEK LÝSANS PROGRAMI 1. YARIYIL 2. YARIYIL 3. YARIYIL 4. YARIYIL

GERİ KAZANIMLI FREN SİSTEMİ "REGENERATIVE ENERGY" REGEN ENERGY REJENERATİF ENERJİ

Dr. Öğr. Üyesi Sercan SERİN

Otomatik Kontrol I. Dinamik Sistemlerin Matematik Modellenmesi. Yard.Doç.Dr. Vasfi Emre Ömürlü

Araç Devrilme Dinamiğinin için Model Öngörülü Kontrol


BİSİKLET FREN SİSTEMİNDE KABLO BAĞLANTISI AÇISININ MEKANİK VERİME ETKİSİNİNİNCELENMESİ

Bir Binek Araç için Dört-Tekerlekten Yönlendirme Sisteminin Geliştirilmesi

VERİLER. Yer çekimi ivmesi : g=10 m/s 2

OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ

KAVRAMALAR SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI-II DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI

Manyetik Alanlar. Benzer bir durum hareketli yükler içinde geçerli olup bu yüklerin etrafını elektrik alana ek olarak bir manyetik alan sarmaktadır.

G( q ) yer çekimi matrisi;

Sistem Dinamiği. Bölüm 1- Sistem Dinamiğine Giriş. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

1.1 Statik Aktif Durum için Coulomb Yönteminde Zemin Kamasına Etkiyen Kuvvetler

Gerekli Çeki Kuvvetinin Belirlenmesi

3-BOYUTLU PALETLİ ARAÇ MODELİ GELİŞTİRİLMESİ VE DOĞRULANMASI

ĠSTANBUL BOĞAZINDAKĠ AKINTI ENERJĠSĠ YARDIMIYLA ELEKTRĠK ELDESĠ Onur TULGAS Prof.Dr. Ayşen DEMİRÖREN, Prof. Dr. Ömer GÖREN, Y.Doç.Dr.

RULMANLI VE KAYMALI YATAKLARDA SÜRTÜNME VE DİNAMİK DAVRANIŞ DENEY FÖYÜ

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

DİŞLİ ÇARKLAR II: HESAPLAMA

TAŞINIMIN FİZİKSEL MEKANİZMASI

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 1) SÜSPANSİYON SİSTEMLERİNİN PID İLE KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör. Sertaç SAVAŞ

DİNAMİK DERS NOTLARI. Doç.Dr. Cesim ATAŞ

GEZER KREN KÖPRÜSÜ KONSTRÜKSİYONU VE HESABI

DİNAMİK TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ

SORU #1. (20 p) (İlişkili Olduğu / Ders Öğrenme Çıktısı: 1,5,6 Program Çıktısı: 1)

DEVRİLME DİNAMİĞİ KARARLILIĞI VE KONTROLÜ. YÜKSEK LİSANS TEZİ Mak. Müh. Barış AYKENT. Anabilim Dalı : MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ-II

ANAHTARLI RELÜKTANS MOTORUN SAYISAL HIZ KONTROLÜ

MADDESEL NOKTALARIN DİNAMİĞİ

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN

MEKANİK SİSTEMLERİN DİNAMİĞİ (1. Hafta)

Transkript:

Adaptif Sürüş Kontrol Sistemi Tasarımı ve Gerçeklemesi Bölüm : Araç Modeli A. Emre Çetin 1, Şafak Balcı, M. Arif Adlı 3, Duygun Erol Barkana 4, Haluk Küçük 5 1 Kale Altınay Robotik ve Otomasyon, İstanbul emre.cetin@kalealtinay.com.tr Meyer, İstanbul safak@meyer.gen.tr 3 TÜBİTAK, Ankara adli@eng.marmara.edu.tr 4 Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Yeditepe Üniversitesi, İstanbul duygunerol@yeditepe.edu.tr 5 Mekatronik Eğitimi Bölümü Marmara Üniversitesi, İstanbul halukkucuk@marmara.edu.tr Özetçe Araç sürüş kontrol sistemlerini test edebilmek için uygun dinamikleri içeren bir araç matematiksel modeline ihtiyaç vardır. Bu nedenle geliştirilen kontrol stratejilerini bu çalışmanın ilk bölümünde tanımlanan deney düzenekleri üzerinde test edebilmek için doğrusal, yanal, savrulma ve yarı-statik yalpalama dinamiklerini içeren, doğrusal olmayan 4 serbestlik dereceli bir araç modeli oluşturuldu. Tekerlek-yol etkileşiminden gelen kuvvetleri hesaplayabilmek için Dugoff tekerlek modeli kullanıldı. Oluşturulan araç modeli ADAMS kısa dingil aralığına sahip Transit Connect yarı ticari araç modeli ile kıyaslanarak doğrulandı. ADAMS modeli ile oluşturulan modeli kıyaslayabilmek için hidrolik direksiyon sistemi de modellendi. ADAMS modeli ile 3 farklı hızda yapılan sinusoidal test sürüşleri için elde edilen direksiyon açısı geliştirlen araç modeli hidrolik direksiyon sistemine bir PI (proportional - integral) sürücü modeli ile uygulandı ve elde edilen sonuçlar karşılaştırıldı. Sonuç olarak sürüş kontrol sistemlerini test edebilmek için uygun dinamikleri içeren ve doğruluğu kontrol edilmiş bir araç modeli elde edildi. 1. Giriş Elektro-mekanik veya elektro-hidrolik direksiyon sistemleri ve bu sistemler için geliştirilen kontrol algoritmalarını test edilebilmek için direksiyon sistemi üretilerek araca adapte edilmeli ve testler bu şekilde yapılmalıdır. Bu ucuz ve kolay bir çözüm değildir. Diğer bir çözüm ise direksiyon sistemi için gerekli deney düzeneğini oluşturarak, uygun dinamikleri içeren bir araç modelini PC ortamında modellemektir. Bu iki sistem bir araya getirildiğinde bir kısmı donanım olarak, diğer bir kısmı ise yazılım olarak bütünü tamamlayan bir sistem elde edilmiş olur. Araçlar ve dinamik yapıları hakkında detaylı bilgileri [1-7] de bulmak mümkündür.. Araç Dinamiği Bu bölümde doğrusal, yanal, savrulma ve yarı-statik yalpalama dinamiklerini içeren doğrusal olmayan 4 serbestlik dereceli araç modeli oluşturuldu. Tekerleklerin yol ile etkileşiminden kaynaklanan kuvvetleri hesaplayabilmek için Dugoff tekerlek modeli kullanıldı. Tekerleğin dönme dinamik denklemi şu şekilde yazılabilir (Şekil 1), J Y W ẇ = τ T τ B F XW(R δ ZW) M R C Y W w (1) Bu denklemde, J Y W R 1 tekerleğin dönme eksenine göre atalet momenti, w, ẇ R 1 tekerleğin açısal hızı ve ivmesi, δ ZW tekerleğin dikey deformasyon miktarı, M R dönme direnci momenti (rolling resistance) ve C Y W R 1 jant yatağındaki viskoz sürtünmeyi temsil etmektedir. Tekerleğin dikey deformasyon miktarını hesaplayabilmek için [8] de öngörülen yöntem kullanılmıştır. Bu yönteme göre

denklemi ile hesaplanmaktadır. Bu denklemde, F ZW R 1 dikey tekerlek kuuvetini, x ZW R 1 ise tekerlek basınç merkezinin doğrusal ötelenmesini ifade etmektedir (Şekil 1). Tekerlek basınç merkezinin doğrusal ötelenmesini x ZW ise, x ZW = C XWF XW + R RF (6) ifadesi ile hesaplanmaktadır. Burada, C XW R 1 tekerlek dikey kuvveti ötelenme oranını, F XW R 1 doğrusal tekerlek kuvvetini, R RF R 1 ise dönme direnci faktörünü temsil etmektedir. C XW ve R RF değerleri tekerlekler için emprik olarak bulunan değerlerdir [8]. Bu çalışmada, yukarıda 4 ve 5 denklemlerinde belirtilen iki yöntem birleştirilerek dönme direnci momenti M R, M R = F ZW(x ZW + f 0 + 3.4f s(v/160).5 ) (7) Şekil 1: Tekerlek dönme dinamiği. her bir tekerleğin deformasyon miktarı δ ZW = C ZW F ZW + 0.33R () denklemi kullanılarak hesaplanabilir. Bu denklemde, C ZW tekerleğin dikey deforme olma oranıdır. Dikey deformasyon hesaplandıktan sonra araç dinamiğinde daha sonra kullanılacak olan efektif tekerlek yarıçapı R e = R δzw 3 ifadesi ile hesaplanabilir. R tekerleğin yüksüz yarı çapını temsil etmektedir. Dönme direncini hesaplayabilmek için [4] de farklı empirik ifadeler bulunmaktadır. Bunlardan birisi (3) f RR = f 0 + 3.4f s(v/160).5 (4) şeklindedir. Burada, f 0 R 1 temel katsayı, f s R 1 hız etkisini belirleyen katsatı ve V R 1 ise Km/saat cinsinden aracın doğrusal hızıdır. f 0 R 1 ve f s R 1 için tipik değerler Şekil de gösterilmektedir. ifadesi ile hesaplanmıştır. f 0 ve f s katsayılarının değerleri ise oluşturulan araç modelinin ADAMS Transit Connect modeli ile kıyaslanması sırasında bulunmuştur. Sonuç olarak dönme direnci momenti M R denklem (1) de yerine yazılırsa, tekerleğin dönme dinamik denklemi şu şekilde elde edilir, J Y W ẇ = τ T τ B F XW(R δ ZW) F ZW(x ZW + f 0 + 3.4f s(v/160).5 ) C Y W w (8) Bu denklem, önden çekişli 4 tekerlekli bir aracın tekerlekleri için yeniden yazılırsa, J Y F Lẇ F L = τ TF L τ BF L F XF L(R δ ZF L) F ZF L(x ZF L + f 0 + 3.4f s(v/160).5 ) J Y RLẇ RL = τ BRL F XRL(R δ ZRL) F ZRL(x ZRL + f 0 + 3.4f s(v/160).5 ) C Y W w F L (9) C Y W w RL (10) J Y F Rẇ F R = τ BF R + τ TF R F XF R(R δ ZF R) F ZF Rx ZF R C Y Ww F R (11) J Y RRẇ RR = τ BRR F XRR(R δ ZRR) F ZRRx ZRR C Y W w RR (1) Şekil : Tekerlek dönme dinamiği [4]. [8] de ise dönme direnci momenti her bir tekerlek için, M R = F ZW x ZW (5) elde edilir. Denklemlerdeki F L, F R, RL ve RR indeksleri sırası ile sol ön, sağ ön, sol arka, ve sağ arka tekerleği temsil etmektedir. Tekerleklerin dikey dönme ekseninde meydan gelen momentler göz önünde bulundurulduğunda, ön tekerleklerden kontrol edilen bir araç için, tekerlek dikey dönme dinamik denklemleri şu şekilde elde edilir, J ZF L δf L = B ZF L δf L + M AL + M λxl + M νy L + M νzl + M λzl + M SF L (13)

J ZF R δf R = B ZF R δf R + M AR + M λxr + M νy R + M νzr + M λzr + M SF R (14) Bu deklemlerde, J ZF L R 1 ve J ZF R R 1 dikey dönme eksenindeki sol ve sağ tekerlek ataletlerini, δf L, δf R, δf L ve δ F R R 1 sol ön ve sağ ön tekerleklerin açısal hız ve ve ivmelerini, B ZF L ve B ZF R R 1 tekerlek dikey dönme eksenlerindeki viskoz sürtünmeleri, M AL ve M AR R 1 tekerlek hizalanma momentlerini (aligning moments), M λxl ve M λrl R 1 doğrusal tekerlek kuvvetleri ve kingpin açısından kaynaklanan momentleri, M νy L ve M νy R R 1 yanal tekerlek kuvvetlerinden ve kinematik kasterden kaynaklanan momentleri, M νzl ve M νzr R 1 dikey tekerlek kuvvetlerinden ve kinematik kasterden kaynaklanan momentleri, M λzl ve M λzr R 1 dikey tekerlek kuvvetlerinden ve kingpin açısından kaynaklanan momentleri, M SF L ve M SF R R 1 ise sürücünün direksiyonu çevirmesi sonucu oluşan kramayer hareketinden kaynaklanan sol ön ve sağ ön tekerleklerdeki momentleri temsil etmektedir. Tekerlek dönme eksenlerinde oluşan moment değerlerinin hesaplanmasında kullanılan denklemler [10] de detaylı olarak verilmektedir. Aracın doğrusal, yanal ve yalpalama dinamikleri şu şekilde ifade edilebilir (Şekil 3), J vzṙ = l F(F XF L sin δ F L + F Y F L cos δ F L + F XF R sin δ F R + F Y F R cos δ F R) + wf ( FXF L cos δf L + FY F L sin δf L) + wf (FXF R cos δf R FY F R sin δf R) + wr (FXRR FXRL) lr(fy RL + FY RR) + MAY (17) Burada, m R 1 aracın toplam ağırlığını, J vz R 1 aracın dikey eksendeki ataletini, u R 1, v R 1, ve r R 1 sırası ile doğrusal, yanal ve yalpalama hızlarını, F XF L, F XF R, F XRL ve F XRR R 1 sol ön, sağ ön, sol arka ve sağ arka tekerleklere etkiyen doğrusal kuvvetleri, F Y F L, F Y F R, F Y RL ve F Y RR R 1 sol ön, sağ ön, sol arka ve sağ arka tekerleklere etkiyen yanal kuvvetleri, δ F L R 1 ve δ F R R 1 sol ön ve sağ ön tekerlek açılarını, F AD, F AS ve M AY ise doğrusal, yanal ve açısal rüzgar kuvvetlerini temsil etmektedir. Doğrusal, yanal ve açısal rüzgar kuvvetlerinin hesaplanmasında kullanılan denklemler [10] de detaylı olarak verilmiştir. Dugoff tekerlek modeline göre dikey tekerlek kuvvetleri F ZW, doğrusal ve yanal tekerlek kayma yüzdesi s W ve açısı α W hesaplandığında doğrusal ve yanal tekerlek kuvvetleri şu şekilde hesaplanabilir, F XW = f W C LWs W (18) F Y W = f W C SWα W (19) Bu denklemde F XW ve F Y W R 1 doğrusal ve yanal tekerlek kuvvetlerini, f W R 1 toplam tekerlek sürtünme kuvvetini, C LW ve C SW R 1 sırası ile doğrusal ve yanal tekerler sertliğini temsil etmektedir. Tekerlek kayma yüzdesi s W ve kayma açısı α W ise şu şekilde hesaplanmaktadır, s W = { uxw R ew u XW eğer u XW > R ew u XW R ew R ew eğer u XW R ew (0) Şekil 3: Araç parametreleri ve etkiyen kuvvetler (üst görünüş). m( u ψv) = F XF L cos δ F L F Y F L sin δ F L + F XF R cos δ F R F Y F R sin δ F R + F XRL + F XRR + F AD (15) m( v + ψu) = F XF L sin δ F L + F Y F L cos δ F L + F XF R sin δ F R + F Y F R cos δ F R + F Y RL + F Y RR + F AS (16) α W = tan 1 v W δ W (1) u W Bu denklemlerde, u XW R 1 tekerlek-yol temas noktasının tekerlek kordinat sistemine göre doğrusal hızı, u W R 1 ve v W R 1 tekerlek-yol temas noktasının araç kordinat sistemine göre doğrusal ve yanal hızları, δ W tekerlek açısı, R e R 1 efektif tekerlek yarıçapı (denklem (3)) ve w R 1 ise tekerlek açısal hızıdır. Tekerlek-yol temas noktasının araç kordinat sistemine göre doğrusal ve yanal hızları u W ve v W her bir tekerlek için şu şekilde hesaplanmaktadır. u F L = u wf ψ v F L = v + l F ψ () u F R = u + wf ψ v F R = v + l F ψ (3) u RL = u wr ψ v RL = v l R ψ (4) u RR = u + wr ψ v RR = v l R ψ (5) Tekerlek-yol temas noktasının tekerlek kordinat sistemine göre doğrusal hızı u XW, tekerlek-yol temas noktasının araç kordinat sistemine göre doğrusal ve yanal hızlar (denklem () -

denklem (5)) kullanılarak 4 tekerlek için şu şekilde hesaplanabilir, u XF L = u F L cos δ F L + v F L sin δ F L (6) u XF R = u F R cos δ F R + v F R sin δ F R (7) u XRL = u RL cos δ RL + v RL sin δ RL (8) u XRR = u RR cos δ RR + v RR sin δ RR (9) Dugoff tekerlek modeline göre toplam tekerlek sürtünme kuvveti şu şekilde hesaplanabilir, { 1 eğer FRW µ W F ZW f W = ( ) µ W F ZW µw F ZW F RW F RW eğer F RW > µ W F ZW (30) Burada µ W R 1 tekerlek ile yol arasındaki sürtünme katsayısını temsil etmektedir. F RW R 1 ise, F RW = (C LWs W) + (C SWα W) (31) ile hesaplanabilir. Bu çalışmada aracın savrulma hareketinden kaynaklanan dikey tekerlek yük transferleri yalpalama hereketi yarı-statik [8] olarak ele alınarak hesaplandı. Aracın yalpalama açısı φ = hcogσfy (3) ile hesaplandı. Bu denklemde, K F φ ve K Rφ R 1 aracın ön ve arka yalpalama sertliğini, h CoG R 1 ağırlık merkezinin yerden yüksekliğini, ve ΣF x ile ΣF y R 1 araca ağırlık merkezinde bulunan Σ CoG kordinat sisteminde etkiyen toplam doğrusal ve yanal kuvvetleri temsil etmektedir (Şekil 4). Yalpalama hareketinden kaynaklanan ön ve arka tekerlek- Şekil 4: Araç parametreleri ve etkiyen kuvvetler (arka ve sol görünüş). ler arasındaki yük transferini kafa vurma hareketinden kaynaklanan yük transferlerine ekleyerek dikey tekerlek kuvvetleri şu şekilde hesaplanabilir, F ZF L = mg F ZF R = mg l R + hcogσfx l F + l R (l F + l R) l R + hcogσfx l F + l R (l F + l R) + K F φ w F (33) K F φ w F (34) F ZRL = mg F ZRR = mg l F hcogσfx l F + l R (l F + l R) l F hcogσfx l F + l R (l F + l R) + K Rφ w R (35) K Rφ w R (36) Burada, F ZF L, F ZF R, F ZRL, F ZRR R 1 sol ön, sağ ön, sol arka ve sağ arka tekerleklerdeki dikey kuvvetleri temsil etmektedir. 3. Sonuçlar Doğrusal olmayan araç ve ADAMS modeli için direksiyon açısı Şekil (5) de gösterilmektedir. Grafikler PI sürücü modelinin uygun olduğunu göstermektedir. Doğrusal olmayan araç ve ADAMS modeli için kramayer pozisyonu Şekil (6) da gösterilmektedir. ADAMS ve doğrusal olmayan araç modelinin davranışını kıyaslayabilmek için testlerde elde edilen savrulma hızı, doğrusal, yanal ve normal tekerlek kuvvetleri Şekil 7 den Şekil 18 e kadar gösterilmektedir. Sonuçlar Transit Connect araç model parametrelerinin gizliliğinden dolayı normalize edilerek verilmiştir. Sonuç olarak empedans kontrol stratejilerinin uygulanabileceği, doğrusal olmayan, 4 serbestlik dereceli bir araç modeli oluşturularak doğrulanmıştır. 4. Kaynakça [1] J. Reimpell; J. Stoll; J. W. Betzler; The Automotive Chassis Engineering Principles, Butterworth-Heinemann, 001. [] J. C. Wong; Theory of Ground Vehicles, John Wiley & Sons, New York, 1978. [3] T. K. Garrett; K. Newton; W. Steeds; The Motor Vehicle, Butterworth-Heinemann, 001. [4] T. D. Gillespie; Fundamentals of Vehicle Dynamics, SAE International, 199. [5] G. Genta; Motor Vehicle Dynamics: Modeling and Simulation, World Scientific Publishing Company, 1997. [6] H. B. Pacejka; Tyre and Vehicle Dynamics, Butterworth Heinemann, 005. [7] U. Kiencke; L. Nielsen; Automotive Control Systems: For Engine, Driveline, and Vehicle, Springer, 005. [8] H. Dugoff; P. S. Fancher; L. Segel; An Analysis of Tire Traction Properties and Their Influence on Vehicle Dynamics Performance, SAE, 700377. [9] A. P. Ioannou; J. Sun; Robust Adaptive Control, Prentice Hall, 1996. [10] A. E. Cetin; Compliant Control of Electric Power Assisted Steering Systems in Vehicles, PhD Thesis, Marmara University, Istanbul, 008 (Defense Status).

Şekil 5: ADAMS - Model direksiyon açısı (@40 Kph). Şekil 9: ADAMS - Model normalize edilmiş savrulma hızı ψ (@70 Kph). Şekil 6: ADAMS - Model kramayer pozisyonu (@40 Kph). Şekil 10: ADAMS - Model normalize edilmiş sol ön tekerlek doğrusal kuvveti F XF L (@40 Kph). Şekil 7: ADAMS - Model normalize edilmiş savrulma hızı ψ (@40 Kph). Şekil 11: ADAMS - Model normalize edilmiş sol ön tekerlek doğrusal kuvveti F XF L (@60 Kph). Şekil 8: ADAMS - Model normalize edilmiş savrulma hızı ψ (@60 Kph). Şekil 1: ADAMS - Model normalize edilmiş sol ön tekerlek doğrusal kuvveti F XF L (@70 Kph).

Şekil 13: ADAMS - Model normalize edilmiş sol ön tekerlek yanal kuvveti F Y F L (@40 Kph). Şekil 14: ADAMS - Model normalize edilmiş sol ön tekerlek yanal kuvveti F Y F L (@60 Kph). Şekil 15: ADAMS - Model normalize edilmiş sol ön tekerlek yanal kuvveti F Y F L (@70 Kph). Şekil 18: ADAMS - Model normalize edilmiş sol ön tekerlek dikey kuvveti F ZF L (@70 Kph). Şekil 16: ADAMS - Model normalize edilmiş sol ön tekerlek dikey kuvveti F ZF L (@40 Kph). Şekil 17: ADAMS - Model normalize edilmiş sol ön tekerlek dikey kuvveti F ZF L (@60 Kph).