Automatizuotai valdomo automobilio važiavimo komfortą užtikrinančios pakabos kūrimas ir veiksmingumo tyrimas
Disertacijoje nagrinėjamos automatizuotai valdomos transporto priemonės (TP) pakabos ir ratų pozicionavimo sistemos ir kuriami valdymo algoritmai, skirti važiavimo komfortui užtikrinti. Taip pat atsižvelgiama į TP valdomumą, nes pakabos sistema veikia nuolatinio kompromiso ribose tarp važiavimo komforto ir TP valdomumo. TP pakabos ir ratų pozicionavimo sistemos yra veikiamos kintančių parametrų. Dėl šios priežasties valdymo algoritmai turi užtikrinti sistemos stabilumą įvairiomis sąlygomis ir spręsti parametrų neapibrėžtumą. Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai, bendrosios išvados, naudotos literatūros sąrašas, autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašas ir 4 priedai. Įvadiniame skyriuje įvardijama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, suformuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai. Taip pat aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pateikiamos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos, pranešimai mokslinėse konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmajame skyriuje nagrinėjamas važiavimo komforto ir TP valdomumo kompromisas bei objektyvios įvertinimo metrikos ir testai. Atsižvelgiama į įvairių pakabos charakteristikų, konstrukcijų ir aktyviųjų elementų poveikį TP dinamikai. Pristatomi kitų autorių sukurti pakabos ir ratų pozicionavimo sistemų valdymo algoritmai. Taip pat nurodomi važiavimo komforto modeliavimo ir tyrimų metodai. Antrajame skyriuje apibrėžiamas metodologinių tyrimų planas. Pateikiami sudaryti matematiniai TP modeliai ir jų prielaidos. Detaliai aprašomos modeliuojamos TP posistemės ir pavaros, kurių poveikis ypač svarbus vertinant važiavimo komfortą ir sukurtų valdymo algoritmų efektyvumą. Taip pat detalizuojami bazinių – palyginamųjų ir sukurtų valdymo algoritmų įvesties ir išvesties parametrai bei valdymo dėsniai. Trečiajame skyriuje pateikiama sukurtos matematinio modelio ir aparatines įrangos sąsajos architektūra, veikimo principas ir validavimas. Taip pat apibrėžiama eksperimentų atlikimo metodika testuojant ratų pozicionavimo ir pakabos valdymo sistemas. Ketvirtajame skyriuje pateikiami matematinių modelių, sudarytų pakabos ir ratų pozicionavimo sistemų valdymo algoritmų modeliavimo rezultatai bei atliktų eksperimentinių tyrimų rezultatai. Atliekama rezultatų analizė. Disertacijos tema yra paskelbti penki moksliniai straipsniai – mokslo žurnaluose, įtrauktuose į Web of Science duomenų bazę.
The dissertation investigates the suspension and wheel positioning systems of an automated vehicle and develops control algorithms designed to ensure ride comfort. Vehicle handling is also considered, since the suspension system operates on a compromise between ride comfort and handling. Vehicle suspension and wheel positioning systems are affected by changing parameters. For this reason, control algorithms must ensure robustness, system stability under various conditions, and deal with parameter uncertainty. The dissertation consists of an introduction, four chapters, general conclusions, a list of used literature, a list of the author’s publications on the topic of the dissertation, and four appendices. The Introduction states the research problem, the relevance of the work, the research object, the goal, and objectives of the dissertation. Additionally, it provides the research methodology, the scientific novelty of the work, the practical significance of the results, and defended statements. The Introduction concludes with lists of the author’s publications concerning the investigated topic, the presentations at conferences and the structure of the dissertation. The First Chapter presents the trade-off between ride comfort and vehicle handling, as well as objective evaluation metrics and tests. It considers the impact of various suspension characteristics, structures, and actuators on vehicle dynamics. It also presents control algorithms for suspension and wheel positioning systems developed by other authors. Finally, it indicates methods for modelling and investigating ride comfort. The Second Chapter defines the methodological research plan. It presents the mathematical vehicle models and their assumptions. Also, it provides a detailed description of the simulated vehicle subsystems and actuators, the effect of which is particularly important in assessing ride comfort and the effectiveness of the created control algorithms. Furthermore, it presents the input and output parameters and control laws of the baseline and the created control algorithms. The Third Chapter presents the architecture, operating principle, and validation of the created hardware-in-the-loop (HIL) interface. It also defines the methodology for conducting experiments when testing wheel positioning and suspension control systems within the HIL interface. The Fourth Chapter presents the results of extensive mathematical modelling and experimental testing with the developed suspension, wheel positioning system, and their control algorithms. The analysis of the results is performed. Five research papers on the dissertation’s topic have been published in scientific journals that are included in the Web of Science database.