Körüklü ağır ticari yolcu otobüsünün araç dinamiği modelinin oluşturulması ve yanal hareketinin kontrolü
Vehicle dynamics modeling of the articulated heavy commercial passenger bus and control of the lateral movement
Yazar: EROL ÇİFCİ
Danışman: DOÇ. DR. SEMİH SEZER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Teorisi ve Kontrol Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, ağır ticari körüklü yolcu otobüsünün çoklu cisimler dinamiği modellemesinin oluşturulması, sanal modellerin testler ile doğrulanması, sanal model üzerinden aracın şerit değiştirmesi sırasında savrulma açısı değişiminin incelenmesi ve aracın yanal hareketinin kontrolü için kontrolcü geliştirilmesi bu çalışmasının temelini oluşturmaktadır. Farklı ağır ticari araçlar, binek araçlar ve askeri araçların sanal prototiplerinin oluşturulmasının yanı sıra farklı kontrolcü tipleri hakkında detaylı literatür araştırması yapılmış ve bunlardan yararlanılmıştır.
Çalışmanın ilk bölümünde, körüklü yolcu otobüsü hakkında genel bilgiler verilmiştir. Körüklü yolcu otobüsünün körük sisteminin sanal modelinin oluşturulmasının yanında körük sistemine ait kontrolcünün çalışma mantığı husussunda daha önce yazılmış olan makale, tez ve eğitim dokümanlarından kısa bilgiler aktarılmıştır.
İkinci bölümde, araç dinamiği analizleri kapsamında kullanılan ticari simülasyon programı olan Msc Adams/Car'ın çalışma mantığı hakkında bilgi verilmiştir. Akabinde körüklü yolcu otobüsünün çoklu cisimler dinamiği modellerinin oluşturulması aşamaları ayrıntılı olarak aktarılmıştır.
Üçüncü bölümde, prototip körüklü yolcu otobüsünün teste hazırlanması aşamaları aktarılmıştır. Testler ile yol verisi toplanması kapsamında araç üzerinde enstrümantasyon yapılmıştır. Sensörlerin konumlandırılması ve toplanan verilerinin işlenmesinde kullanılan sinyal işleme yazılımlarıyla birlikte sinyal işleme adımları da aktarılmıştır. Ayrıca yapılan testlerin içeriği hakkında da kısa bilgiler verilmiştir.
Dördüncü bölümde, sanal ortamda yapılan simülasyonların sonuçları ve testler ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak çoklu cisimler dinamiği modelleri doğrulanmaya çalışılmıştır. Bu doğrulama çalışması araca ait körük sisteminin kontrolcüsünün oluşturulması ve geliştirilmesi çalışmalarına temel oluşturacaktır.
Beşinci bölüm, körüklü yolcu otobüsünün matematiksel ifadesinin incelenmesi ve hareket denklemlerinin çıkarılması çalışmalarını kapsamaktadır.
Altıncı bölümde ise körük sisteminde MR damper kullanılması ve bu kapsamda Matlab/Simulink ortamında kontrolcünün geliştirilmesi çalışması detaylı incelenmiştir. Msc Adam/Car ortamında hazırlanan sanal araç dinamiği modeli ile Matlab/Simulink ortamında hazırlanan kontrolcünün eş zamanlı çalışması mantığı aktarılmıştır. Daha sonra araç dinamiği modeli ile körük sisteminin kontrolcüsünün eşzamanlı simülasyonları çalışmaları derinleştirilmiş ve simülasyonlar ile elde edilen sonuçlar, aracın körük sisteminin test sonuçları ile karşılaştırılmıştır.

Abstract:
In this study, the creation of multi-body dynamics modeling of the heavy commercial articulated passenger bus and the verification of the models with tests, the development of the controller for the examination of the change of the angle of yaw during a lane change and the lateral control of the vehicle forms the basis of this thesis. Within the scope of this study, detailed literature research was conducted on different heavy commercial vehicles, passenger vehicles, military vehicles, and different controllers and these were used. Within the scope of this thesis, a new feasible method has been studied and proposed different from the articulated system and controller used in articulated passenger buses.
In the first part of the study, general information about the articulated passenger bus is given. It was written about the modeling of the articulated system of the articulated passenger bus and the operation of the controller and brief information was provided from the articles and training documents.
In the second part, information is given about Msc Adams / Car working logic, which is a commercial simulation program used within the scope of vehicle dynamics analysis. Subsequently, the stages of creating multiple body dynamics models of the articulated passenger bus are detailed.
The third section scope the preparation phase of the articulated passenger bus, the prototype of which is produced, for testing. Within the scope of data collection with tests, test instrumentation was implemented on the vehicle. The signal processing software and signal processing steps to use for positioning the sensor used and processing the collected data is transferred. In addition, brief information about the content of the tests carried out within the scope of the test is given.
In the fourth section, multiple body dynamics models are tried to be verified by using simulation results and physical test results. This verification work will form the basis for the subsequent controller enhancements.
In the fifth section, it scops the studies of the mathematical expression of the articulated bus and the extraction of motion equations.
In the sixth section, the use of MR damper in the articulated system and the enhancement of the controller in the Matlab/Simulink the environment in this context is examined in detail. Simultaneous operation of the vehicle dynamics model prepared in the Msc Aadam / Car environment and the control player prepared in the Matlab environment have been presented simultaneously. After that, simultaneous simulations of the vehicle dynamics model and the articulated system controller are deepened and the results are compared with the current results of the vehicle's articulated system obtained by tests.