Durum geri beslemeli H∞ kontrolcülü yarım taşıt modelinde yolcu konforunun sağlanması
Ensuring passenger comfort in half vehicle model with H∞ controller with state feedback
Yazar: HASAN TAN
Danışman: PROF. DR. RAHMİ GÜÇLÜ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Teorisi ve Kontrol Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Doğrusal matris eşitsizlikleri = Linear matrix inequalities ; Süspansiyon = Suspension ; Titreşim = Vibration

Özet:
Yolcu konforu, taşıt kontrol parametreleri arasında oldukça önemli bir yere sahiptir. Yolculuk süresine bağlı olarak, sürücüler çeşitli zorlu yol koşullarına maruz kalabilirler. Bu koşullar dolayısıyla ortaya çıkan çeşitli ergonomi problemleri, taşıt içinde bulunan kişilerin sağlığına dair çeşitli olumsuz etkilere yol açabilir. Bu etkiler fiziksel deformasyona yol açabileceği gibi, ilave yorgunluğa da sebep olabilir. Ekonomik anlamda bakıldığında yorgunluğun beraberinde getirdiği verimsizlik ilave dinlenme süresine, ilave ulaşım sürelerine, dolayısıyla ilave maliyetlere; güvenlik açısından bakıldığındaysa dikkat dağınıklığı, sürüş emniyetsizliği durumlarına yol açabilir. Bu hususlar bakımından, konfor probleminin doğrudan ve dolaylı etkilerinin çözüme ulaştırılması önem göstermektedir. Günümüzün getirdiği bilimsel altyapı nezdinde, yolculuk konforunu sağlayıcı çeşitli teknolojik imkânlar mevcuttur. Yoldan gelecek bozucu etkilerin yolcuya ulaşmasını önlemek adına, yolcu ile taşıt arasında kalan koltuğun aktif eyleyiciyle kontrolü vasıtasıyla bozucu etkilerin sönümlenmesi sağlanabilir. Bu çalışma kapsamında konforu artırmak ve olumsuz etkileri önlemek amacıyla hedeflenen çözüm yönteminde yarım taşıt-koltuk-insan modeli Matlab&Simulink ortamında modellenmiştir. Ardından lineer matris eşitsizliği (LMI) yaklaşımıyla durum geri beslemeli H∞ kontrolcüsü tasarlanmış ve uygulanmıştır. Buna ilave olarak statik çıkış beslemeli H∞ kontrolcü tasarımı ile de karşılaştırma yapılmıştır. Kontrolcülü ve kontrolcüsüz durumlar için sistem titreşimlerinin ivme ve yerdeğişimlerinin cevapları elde edilmiş ve yorumlanmıştır.

Abstract:
Passenger comfort has a very important place among vehicle control parameters. Depending on the journey time, drivers may be exposed to a variety of harsh road conditions. Various ergonomics problems that arise due to these conditions can cause various negative effects on the health of the occupants of the vehicle. These effects may cause physical deformation as well as additional fatigue. From an economic point of view, the inefficiency brought about by fatigue leads to additional rest time, additional transportation times, and therefore additional costs; From a safety point of view, distraction can lead to situations of driving insecurity. In terms of these issues, it is important to solve the direct and indirect effects of the comfort problem. In view of the scientific infrastructure brought by today, there are various technological opportunities that provide improved comfort. In order to prevent the harmful effects from the road to the passenger, it is possible to dampen the disturbing effects by controlling the seat between the passenger and the vehicle with the active actuator. Within the scope of this study, half vehicle-seat-human model was modeled in Matlab&Simulink environment in order to increase comfort and prevent negative effects. Then, H∞ controller with state feedback was designed and implemented with the linear matrix inequality (LMI) approach. In addition to this, also static output feedback controller is designmed and compared. The responses of acceleration and displacements of system vibrations for controlled and uncontrolled situations are obtained and interpreted.