Nonlinear Backstepping Control of a Hydraulic Simulator for Reference Road Input
Muzaffer Metin1, Fırat Can Yılmaz2, Göktürk Taşağıl3, Timuçin Bayram3, Ferhat Yiğit41Yildiz Technical University, MEchanical Engineering Department2Gebze Technical University, Mechanical Engineering Department
3Mert Teknik Inc., R&D Center
4TIRSAN Trailer Industry and Trade Inc., R&D Center
In this paper, the problem of reference tracking was investigated for a road simulator system from the perspective of control theory. The suggested control signal is obtained from a nonlinear backstepping control algorithm. This design is used to mirror the road displacement signal in the test system containing a vehicle system that incorporates a hydraulic piston. The performance of the proposed controller is evaluated in the time and frequency domains, with the primary criterion being that the displacement of the test road irregularities created by the hydraulic piston is accurately reflected to the vehicle. Additionally, the frequency densities of the signals transmitted to the vehicle are expected to match the real road data. Real road signals for land vehicles are used as the reference input signals. We demonstrate the effectiveness of the control signal through the results obtained in a laboratory environment.
Keywords: Hydraulic system, hydraulic road simulator, backstepping control, servo controlReferans Yol Girişi için Hidrolik Simülatörün Doğrusal Olmayan Geri-Adımlamalı Kontrolü
Muzaffer Metin1, Fırat Can Yılmaz2, Göktürk Taşağıl3, Timuçin Bayram3, Ferhat Yiğit41Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü2Gebze Teknik Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü
3Mert Teknik A.Ş., Ar-Ge Merkezi
4TIRSAN Treyler Ticaret ve Sanayi A.Ş., Ar-Ge Merkezi
Bu çalışmada, kontrol teorisi perspektifinden, yol simülatör sistemi için referans takip problemi araştırılmıştır. Önerilen kontrol sinyali doğrusal olmayan bir geri adımlı kontrol algoritması üzerinden elde edilmiştir. Bu tasarım, hidrolik piston içeren bir taşıt sisteminden oluşan test sisteminde yol deplasman sinyalini yansıtmak için kullanılır. Önerilen kontrolcünün performansı zaman ve frekans alanlarında değerlendirilip, kontrol tasarımının temel gayesi hidrolik piston tarafından oluşturulan test yolu düzensizliklerinin yer değiştirmesinin araca doğru bir şekilde yansıtılmasıdır. Ayrıca, araca aktarılan sinyallerin frekans yoğunluklarının da gerçek yol sinyalleriyle eşleşmesi beklenmektedir. Kara taşıtları için gerçek yol verileri kontrol algoritmasındaki referans giriş sinyali olarak kullanılmıştır. Bir laboratuvar ortamında elde edilen sonuçlar üzerinden kontrol sinyalinin etkinliği gösterilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Hidrolik sistem, hidrolik yol simülatörü, geri-adımlamalı kontrol, servo kontrolManuscript Language: English