Elektrik tahrikli bir karavan sisteminin dinamik kararlılığının modellenmesi ve kontrolü
Modelling and control of dynamics stability of an electric driven caravan systems
Yazar: ALİ TAHİR KARAŞAHİN
Danışman: PROF. DR. MEHMET KARALI
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Bulanık mantık = Fuzzy logic ; Kararlılık = Stability ; Karavan = Caravan ; Taşıt dinamiği = Vehicle dynamic

Özet:
Bu tez çalışmasında elektrik tahrikli bir karavan sisteminin modellenmesi ve kontrolü gerçekleştirilmiştir. Taşıt-karavan (TK) sistemleri kayma, osilasyona girme ve katlanma gibi kararsız durumları içermektedir. Belirtilen kararsız durumlardan dolayı aktif şasi kontrol tekniklerine ihtiyaç duymaktadır. Bu çalışmada TK sistemlerinde oluşan kararsız durumları engellemek için bulanık mantık (BM) kontrolcüsü geliştirilmiştir. TK sisteminin hareket denklemleri çıkartılmış ve 3 serbestlik derecesi ile modellenmiştir. MATLAB/Simulink ortamında modellenen sistem CarSim eş zamanlı simülasyonu ile doğrulanmıştır. Simülasyon ortamında doğrusal karesel regülatör (DKR) ve BM kontrolcülerinin performansı çift şerit değiştirme testi ile incelenmiştir. BM kontrolcüsünün üyelik fonksiyonları, giriş ve çıkış parametrelerinin belirlenmesi simülasyon ortamında gerçekleştirilmiştir. Simülasyon ortamındaki çalışmalar tamamlandıktan sonra geliştirilen kontrolcü karavan elektronik kontrol ünitesine (EKÜ) aktarılmıştır. Ardından TK sistemi için saha testleri uygulanmıştır. Elektrik tahrikli karavan için geliştirilen bulanık mantık tabanlı kontrolcü saha testlerinde yanal kararlılığı başarılı bir şekilde sağladığı deneysel olarak gösterilmiştir. Literatürdeki çalışmalar incelendiğinde tez kapsamında gerçekleştirilen aktif karavan kontrol yöntemi elektrikli tahrikli bir sisteme uygulanmasıyla çalışmanın özgünlüğünü oluşturmaktadır.

Abstract:
In this thesis, modeling and control of an electrically driven caravan system is carried out. Vehicle-caravan (VC) systems include instability modes such as sway, oscillating and jackknifing. It needs active chassis control techniques due to the stated instability conditions. In this study, a fuzzy logic (FL) controller has been developed to prevent instability situations in VC systems. The equations of motion of the VC system are derived and modeled with 3 degrees of freedom. The system modeled in MATLAB/Simulink environment has been validated with CarSim simultaneous simulation. In the simulation environment, the performance of linear quadrature regulator (LQR) and FL controllers is investigated by double lane change test. Membership functions, input and output parameters of the FL controller are determined in the simulation environment. After the studies in the simulation environment are completed, the developed controller is implemented to the caravan electronic control unit (ECU). Then, field tests are applied for the VC system. The fuzzy logic-based controller developed for the electric drive caravan has been experimentally shown to provide lateral stability in field tests successfully. When the studies in the literature are examined, the active caravan control method carried out within the scope of the thesis creates the originality of the study by applying it to an electrically driven system.