Taşıtlarda aktif süspansiyon sistemi kontrolü
The control of vehicle active suspensions
Yazar: SABRİ GÜNDÜZ
Danışman: PROF. DR. LEVENT GÜVENÇ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Gözlemleyici = Observer ; Kontrol teorisi = Control theory ; Kontrol yöntemleri = Control methods ; Optimal denetim teorisi = Optimal control theory ; Süspansiyon = Suspension ; Süspansiyon sistemleri = Suspension systems ; Süspansiyon yöntemleri = Suspension methods ; Taşıt süspansiyonu = Vehicle suspension ; Taşıt teknolojisi = Vehicle technology

Özet:
Bu tez çalışmasında otomotiv kontrolü ve mekatroniği alanında önemli çalışma konuları olan taşıt süspansiyon sistemleri ve aktif süspansiyon sistemlerinin kontrolü ele alınmıştır.Çalışmanın ilk kısmı tez konusuna bir giriş niteliğinde olup, tezin konusu ve amacını ile tezin kapsamını ortaya koymaktadır.Çalışmanın ikinci ana konusunu pasif süspansiyon sistemleri oluşturmaktadır. Çalışmanın bu kısımda öncelikli olarak pasif süspansiyon sistemleri hakkında genel bilgi verilmiştir. Bu bilgiler doğrultusunda pasif süspansiyon çeşitleri ve pasif süspansiyon sistemlerini oluşturan elemanlar incelenmiştir. Daha sonra bir süspansiyon sisteminden beklenen performans kıstasları tanımlanmış olup, Pasif süspansiyon sistemini oluşturan elemanların parametre değişimlerinin bu performans değerlerini ne yönde etkilediği sorgulanmıştır. İkinci bölümün son kısmında ise çeyrek araç modeli kullanılarak pasif süspansiyon sisteminin modeli çıkarılmıştır.Çalışmanın üçüncü kısmını yarı-aktif süspansiyon sistemleri oluşturmaktadır. Bu kısımda yarı-aktif süspansiyon sistemlerinin detaylı tanımı yapılıp pasif süspansiyon sistemi ile olan farkları ortaya konmuştur. Sonrasında ise kullanılan yarı-aktif süspansiyon yöntemleri incelenmiştir. İkinci bölümün sonunda olduğu gibi üçüncü bölümde de sistem çeyrek araç modeli çıkartılmıştır.Çalışmanın dördüncü bölümünü asıl olarak incelenmesi düşünülen aktif süspansiyon sistemleri oluşturmaktadır. Bu bölümde aktif süspansiyon sistemlerinin pasif ve yarı-aktif sistemlerden farklılıkları ortaya konmuştur. Çalışmanın sonunda yine sistem modeli çeyrek araç modeli şeklinde ifade edilmiştir.Çalışmanın beşinci bölümünde, ikinci kısımda ortaya konmuş olan performans kıstaslarını sağlayabilmek ve optimize edebilmek için aktif süspansiyon sistemine uygulanmış olan kontrol yöntemi ele alınmıştır. Tasarlanmış olan lineer kontrolcünün farklı parametreler kullanılarak performans testleri yapılmıştır. Daha sonra alternatif kontrol yöntemi ve gözlemci tasarımı ortaya konmuş ve simülasyonlar ile performans değerleri ortaya konmuştur.Tezin son kısmını yapılan çalışmanın değerlendirilmesi ve çalışmadan çıkarılacak sonuçlar oluşturmaktadır. Burada yapılmış olan çalışma artı ve eksi yönleriyle ortaya konmuş ve bundan sonra ne gibi iyileştirmeler yapılabileceğinden bahsedilmiştir.

Abstract:
In this thesis; vehicle suspensions and active suspension controls, which can be stated as one of the most important sujects in automotive control systems and mechatronics, are discussed.The very first part of the study is kind of a preface in which; not only the subject and aim of the thesis, but also the scope of the study is stated.The subject of the second part of the study consists of passive suspension systems. In this part of the thesis general information about passive suspension systems is given. Then with the enlightment of this information, types of passive suspension systems and the elements used in the system are analyzed. After that the expected performance criteria from a robust passive suspension system is stated and according to these criteria; the effects of the changes of the parameters of the suspension system elements are investigated. At the end of the second part of the study the quarter-car model of the passive suspension system is formulated.In the third part of the study, subject is composed of the semi-active suspension systems. In this part of the study the detailed identification of semi-active suspension systems is stated. After that the currently used methods of semi-active suspensions are analyzed. As same as the ending of the second part, third parts? end is also specified for the formulation of the semi active suspension quarter-car model.In the fourth part of the study is composed of the real subject that was planned to be analyzed in details, which is active suspension systems. In this part of the study the differences between the passive, semi-active and active systems are examined. At the end of the fourth part, again the quarter-car model of the suspension system is formulated.In the fifth part of the study, the control methodology that is applied to active suspension system, in order to accomplish and optimize the performance criteria in part two, is dealt. Then the performance analysis of the designed linear conroller is formulated with different parameters. Also an alternative control method is stated and an observer for state estimation is designed. At the end, according to the performance behaviour, the deep analyze of the high and low performance is carried out.The last part of the thesis is composed of the assessment of the study and the results that can be obtained from the study. In this part both the negative and positive aspects of the study is introduced and also what kind of develepments can be achieved from afterwards is discussed.