ระบบควบคุมทางพลศาสตร์ของยานยนต์สำหรับการเคลื่อนที่แบบไถลในสภาวะคงตัว

Abstract

การดริฟเป็นเทคนิคการเข้าโค้งด้วยมุมไถลค่ามากในลักษณะโอเวอร์สเตียร์ซึ่งเป็นที่นิยมเพราะทำให้ผู้ขับขี่มั่นใจได้ว่ารถจะไม่เกิดอาการดื้อโค้ง อย่างไรก็ตามในขณะดริฟนั้นล้อหลังเกิดการไถลแบบผสมและแรงเสียดทานมีลักษณะไม่เป็นเชิงเส้นซึ่งต้องอาศัยความชำนาญในการควบคุม ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาพฤติกรรมทางพลศาสตร์และได้ออกแบบระบบควบคุมการดริฟในสภาวะคงตัวของรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหลังโดยการจำลองบนคอมพิวเตอร์ ด้วยแบบจำลองทาง พลศาสตร์ของยานพาหนะแบบสองล้อ และใช้สูตรเมจิกร่วมกับแบบจำลองที่ปรับปรุงแล้วของ นิโคลัสและคอมสตอกในการประมาณค่าแรงเสียดทานที่ผิวยาง ชุดคำสั่งโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่พัฒนาขึ้นจากสมการการเคลื่อนที่ซึ่งพิสูจน์จากกรอบอ้างอิงที่ติดกับตัวรถ ภายใต้สมมติฐานคือไม่คำนึงถึงแรงเสียดทานในทิศการกลิ้งซึ่งเกิดขึ้นที่ล้อหน้า สามารถคำนวณหาอัตราเร็วที่เหมาะสมและสัญญาณควบคุมแบบวงจรเปิดของการขับขี่ที่สอดคล้อง ได้แก่ มุมเลี้ยวล้อหน้าและอัตราการไถลของล้อหลัง สำหรับเงื่อนไขการเข้าโค้งในสภาวะคงตัวที่กำหนด คือ รัศมีความโค้งและมุมไถลของรถ จากการจำลองบนโปรแกรมแมทแลบ พบว่าระบบควบคุมป้อนกลับตัวแปรสถานะแบบออพติมัลสำหรับการดริฟในสภาวะคงตัว ภายใต้ข้อจำกัดของสัญญาณควบคุม ซึ่งพัฒนาจากแบบจำลองทางพลศาสตร์ในรูปแบบของปริภูมิสถานะที่พิสูจน์จากกรอบอ้างอิงในทิศขนานและตั้งฉากกับความเร็ว สามารถควบคุมให้ รัศมีความโค้ง มุมไถล และอัตราเร็วในการเข้าโค้ง ลู่เข้าสู่ค่าในสภาวะคงตัวที่ต้องการได้เสมอ