Taşıt süspansiyon sistemlerinin uyarlamalı kontrolü
Adaptive control of vehicle suspension systems
Yazar: CENGİZ ÖZBEK
Danışman: PROF. DR. RECEP BURKAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Adaptif denetim = Adaptive control ; Adaptif model izleme kontrol sistem = Adaptive model following control system ; Aktif süspansiyon = Active suspension ; Denetim sistemleri = Control systems ; Taşıt dinamiği = Vehicle dynamic ; Taşıt süspansiyonu = Vehicle suspension

Özet:
Bu çalışmanın amacı; ilk olarak, literatürde aktif titreşim sönümleme sistemleri için yeni bir adaptif yaklaşım olan `Model Erişimli Adaptif Kontrol? yönteminin taşıt aktif süspansiyon sistemlerine uygulanabilirliğini göstermektir. Daha sonra, bilinen adaptif kontrol yasasına ek kontrol girdisi sağlanarak sistemin gürbüzlüğünün arttırılması amacıyla yeni bir parametre uyarlama algoritması geliştirilmiş ve Lyapunov metodu kullanılarak sistemin kararlılığı kanıtlanmıştır. 
Yol düzgünsüzlüklerinin taşıt süspansiyon sistemleri üzerinde meydana getirmiş olduğu mekanik titreşimler, taşıt sürüş güvenliği ve seyir konforu açısından insanı rahatsız etmektedir. Ayrıca taşıt parçalarının mekanik ömrünü azaltmaktadır. Bu sebeple, oluşan bu titreşimlerin mümkün olduğunca azaltılması gerekmektedir.
Bu mühendislik problemini çözmek için, çeyrek taşıt olarak modellenen araç, ilk önce karayollarında sıklıkla karşılaşılan sinüzoidal bir yol girişine maruz bırakılmıştır. İdeal skyhook olarak belirlenen hedef dinamiğe erişme başarısı açısından hem literatürde var olan adaptif kontrolcünün hem de geliştirilen adaptif kontrolcünün detaylı analizi yapılmıştır. İkinci aşamada, aynı yol girişine maruz bırakılan taşıtın farklı bir sönümleme ve yay karakteristiğine sahip başka bir ideal skyhook dinamiğine ulaşması hedeflenmiştir. 
Daha sonra taşıt, farklı yüksekliğe sahip iki adet tümsekten oluşan yol düzgünsüzlüğüne maruz bırakılmıştır. Burada da farklı sönümleme ve yay karakteristiğine sahip bir skyhook hareketine erişim hedeflenmiştir. Elde edilen bulgular yorumlanarak taşıt seyir konforu ve sürüş güvenliği konularına vurgu yapılmıştır.
Son olarak, rampa yol girişiyle simülasyonlar yapılmış ve adaptif kontrolcünün bu yol düzgünsüzlüğü neticesinde ortaya çıkan sonuçlara etkisi tartışılmıştır.
Bilgisayar simülasyonları yapılarak her dört sistem için, farklı yol koşullarında ve hedeflenen farklı dinamiklerde  uygulanan kontrolcülerin başarısı yorumlanmıştır.Sistemin zaman ve frekans cevapları, bilinen adaptif kontrolcünün çeyrek taşıt aktif süspansiyon sistemine başarılı bir şekilde uygulandığını göstermiştir. Bilinen adaptif kontrolcünün geliştirilmesiyle titreşim sönümlenme süresi ve değerleri önemli ölçüde azaltılmış, geliştirilen adaptif kontrolcü ile eşit koşullarda daha iyi sonuçlar elde edildiği gözlemlenmiştir. Bilinen adaptif kontrolcü ile titreşimin sönümlenmesi için yüksek değerlerde kontrol katsayıları gerekirken, önerilen adaptif kontrolcü ile bu yüksek değerler oldukça azaltılmıştır.

Abstract:
The aim of this work, firstly,  is to demonstrate the applicability of a novel approach `Model Reaching Adaptive Control? for active vibration isolation systems in the literature to the vehicle active suspension systems. Subsequently, in order to increase the robustness of the system by providing an additional control input to the known adaptive law, a new parameter adaptation algorithm has been developed and the stability of the system has been guaranteed by using the Lyapunov method.
The mechanical vibrations on the vehicle suspension systems which are caused by the road disturbances, discomfort people in terms of vehicle driving safety and ride comfort. Also reduce the mechanical life of the vehicle parts. For this reason, these vibrations should be minimized as much as possible. 
In order to solve this engineering problem firstly, the vehicle which is modeled as a quarter car has exposed to a sinusoidal road input which is frequently encountered on the roads. In terms of the success of reaching the identified target dynamic as ideal skyhook, the detailed analysis of both known adaptive control and proposed adaptive control has been done. In the second stage, it is aimed that the vehicle which exposed to same road input, to reach another ideal skyhook dynamics with different damping and stiffness characteristics.
Afterwards, the vehicle has exposed to road disturbance consisting of two bumps with different heights. It is aimed to reach another ideal skyhook dynamics with different damping and stiffness characteristics, here as well. Interpreting the findings, the issues of vehicle driving safety and ride comfort have been emphasized.
Finally, simulations with ramp road input have been made and the effect of the adaptive controller to the consequences which occured as a result of this road disturbance has been discussed. 
The success of applied controllers at different road conditions and different dynamics has been interpreted for each four systems by using computer simulations. 
Time and frequency responses of the system show that the known adaptive controller is successfully applied to the quarter car active suspension system. With the development of the known adaptive controller, values of the vibration and damping time have been significantly reduced, the better results has been observed on the same terms with the developed adaptive controller. While it is required the higher control parameters for vibration damping with the known adaptive controller, these higher parameters have been significantly reduced with the proposed adaptive controller.