استخدام مخمد مغناطيسي ريولوجي (MR) لتحسين استجابة نظام تعليق السيارة

رسالة ماجستير

اسم الباحث : حسين مهند حسين

اسم المشرف : أ.م.د علي ابراهيم الزغيبي ; أ.د عماد قاسم حسين

الكلمات المفتاحية : Quarter-car model, semi-active suspension, MR damper, skyhook control, LuGre Model, Dahl Model, Bouc–Wen Model, Bingham model.

الكلية : كلية الهندسة

الاختصاص : الهندسة الميكانيكية - ميكانيك تطبيقي

سنة نشر البحث : 2023

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

الخلاصة

تعتبر أنظمة التعليق في المركبات من الأجزاء الأساسية في تطوير صناعة السيارات من خلال زيادة راحة الركوب والموثوقية في القيادة. في هذه الرسالة ، تمت دراسة ومحاكاة نظام التعليق شبه النشط باستخدام تقنية MR damper باستخدام نموذج ربع السيارة في محاكاة استجابة النظام من خلال بيئة Matlab / Simulink. المخمدات المغناطيسية (MR) هي أجهزة تكيفية يمكن تعديل خصائصها من خلال تطبيق إشارة جهد متحكم بها. يجمع نظام التعليق شبه النشط الذي يشتمل على مخمدات MR بين مزايا كل من نظام التعليق النشط والسلبي. لهذا السبب ، كان هناك جهد مستمر لتطوير خوارزميات التحكم لأنظمة تعليق المركبات المثبطة بالرنين المغناطيسي لتلبية متطلبات صناعة السيارات. تهدف هذه الأطروحة إلى التحقيق في التقنيات البارامترية لتحديد الديناميكيات غير الخطية لمثبط MR وتطبيق هذه التقنيات في التحقيق في التحكم في مثبط MR لنظام تعليق السيارة الذي يستخدم الحد الأدنى من المستشعرات ، وبالتالي تقليل تكلفة التنفيذ وزيادة موثوقية النظام. تم اختيار أربعة نماذج بارامترية حديثة ، وتم إجراء مقارنة في محاكاة سلوك مثبط MR. يعتبر السلوك غير الخطي لمثبط MR عقبة أساسية في إجراء محاكاة دقيقة مع أنظمة التحكم التي تم استخدامها ، وهي (Skyhook مع SFM). يعتبر نموذج Bouc-wen المعدل أحد أكثر النماذج دقة في المحاكاة العددية ويعتبر نموذجًا مستقرًا في شرح السلوك الهستيري لمثبط MR. أظهرت النتائج تحسنًا ملحوظًا في تخميد الاهتزازات الناتجة عن شكل الطريق بنسبة 50٪ و 39٪ تقريبًا من الإزاحة الرأسية والتسارع الرأسي مقارنة بالتعليق السلبي.

Using Magneto-Rheological (MR) Damper for Enhancement Vehicle Suspension System Response

Abstract

Suspension systems in vehicles are considered essential parts in the development of the automobile industry by increasing ride comfort and reliability in driving. In this thesis, the semi-active suspension system was studied and simulated using MR damper technology with the quarter-car model in simulating the system’s response through the Matlab / Simulink environment. Magnetorheological (MR) dampers are adaptive devices whose properties can be adjusted through the application of a controlled voltage signal. A semi-active suspension system incorporating MR dampers combines the advantages of both active and passive suspensions. For this reason, there has been a continuous effort to develop control algorithms for MR-damped vehicle suspension systems to meet the requirements of the automotive industry. This thesis aims to investigate parametric techniques for identifying the nonlinear dynamics of an MR damper and Implement these techniques in the investigation of MR damper control of a vehicle suspension system that makes minimal use of sensors, thereby reducing the implementation cost and increasing system reliability. Four modern parametric models were selected, and a comparison was made in simulating the behaviour of the MR damper. The MR damper’s non-linear behaviour is considered an essential obstacle in conducting an accurate simulation with the control systems that were used, namely (Skyhook with SFM). The modified Bouc-wen model is considered one of the most accurate models in the numerical simulation and is considered a stable model in explaining the hysteretic behaviour of the MR damper. The results showed a significant improvement in damping the vibrations resulting from the road profile by 50% and 39%, Approximately of the vertical displacement and the vertical acceleration compared to the passive suspension.