Nâng cao chất lượng êm dịu cho máy xúc lật với hệ thống đệm cách dao động bán chủ động cabin sử dụng bộ điều khiển Fuzzy-PID
82 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.FEE.2023.197-203Từ khóa:
Máy xúc lật; Cabin; Hệ thống đệm cách dao động; Bộ điều khiển Fuzzy-PID; Độ êm dịu.Tóm tắt
Nâng cao độ êm dịu người điều khiển máy xúc lật là quan trong để tránh các nguy cơ sức khỏe tiềm ẩn do rung động toàn thân gây ra, Một bộ điều khiển Fuzzy-PID được thiết kế để điều khiển hệ hệ số giảm chấn của hệ thống đệm cách dao động bán chủ động cab (SCIS) cho máy xúc lật. Một mô hình động lực học máy xúc lật được thiết lập dưới điều kiện khảo sát cho phân tích và đánh giá. Giá tốc bình phương trung bình phản ứng của ghế ngồi người điều khiển theo phương thẳng đứng và góc lắc dọc cabin theo tiêu chuẩn quốc tế ISO2631-1 (1997-E) được chọn như là các hàm mục tiêu. Hiệu quả của chiến thuật điều khiển đề xuất được phân tích dưới kích thích ngẫu nhiên của mặt đường theo thời gian. SCIS đề xuất được mô phỏng và phân tích bằng phần mềm Matlab/Simulink so sánh với hệ thống đệm cách dao động bị động cabin (PCIS) dưới các điều kiện khảo sát. Các kết quả khảo sát chỉ ra rằng hiệu quả êm dịu của máy xúc lật với SCIS là tốt hơn PCIS dưới các điều điều kiện khảo sát. Ngoài ra, các kết quả nghiên cứu là cơ sở ban đầu cho việc tối ưu các thông số điều khiển.
Tài liệu tham khảo
[1]. NikolayPavlov et al, “Study of the wheel loader vibration with a developed multibody dynamic model,” MATEC Web of Conferences, Vol.133, 02007, (2017). DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201713302007
[2]. Ryan P. Blood et al, “Whole-body vibration in heavy equipment operators of a front-end loader: Role of task exposure and tire configuration with and without traction chains,” Journal of Safety Research Vol.43, pp.357–364, (2012). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsr.2012.10.006
[3]. Zhao X. et al, “Assessment of wheel loader vibration on the riding comfort according to ISO standards,” Vehicle System Dynamics, Vol. 51(10), pp.1548-1567, (2013). DOI: https://doi.org/10.1080/00423114.2013.814798
[4]. Zhao X., Schindler C., “Evaluation of whole-body vibration exposure experienced by operators of a compact wheel loader according to ISO 2631-1:1997 and ISO 2631-5:2004,” International Journal of Industrial Ergonomics, Vol. 44 (6), pp. 840-850, (2014). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ergon.2014.09.006
[5]. F. Chi, J. Zhou et al, “Avoiding the health hazard of people from construction vehicles: a strategy for controlling the vibration of a wheel loader,” International Journal of Environmental Research and Public Health, Vol.14 (3), pp. 275, (2017). DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph14030275
[6]. X. Li, W. Lv, W. Zhang, and H. Zhao, “Research on dynamic behaviors of wheel loaders with different layout of hydropneumatic suspension,” Journal of Vibroengineering, Vol.19(7), pp. 5388–5404, (2017). DOI: https://doi.org/10.21595/jve.2017.18277
[7]. S. Wang et al, “Active control of hydropneumatic suspension parameters of wheel loaders based on road condition identification,” International Journal of Advanced Robotic Systems, Vol.15 (6), (2018). DOI: https://doi.org/10.1177/1729881418817425
[8]. L. Evers, F. Krause, and P. Vink, “Aspects to improve cabin comfort of wheel loaders and excavators according to operators,” Applied Ergonomics, Vol.34(3), pp.265–271, (2003). DOI: https://doi.org/10.1016/S0003-6870(03)00032-2
[9]. T. Wei, L. Zhiqiang, “Damping Multimode Switching Control of Semiactive Suspension for Vibration Reduction in a Wheel Loader,” Shock and Vibration, Vol.2019, Article ID 4535072,11 pages. DOI: https://doi.org/10.1155/2019/4535072
[10]. Rehnberg A., Drugge L., “Ride comfort simulation of a wheel loader with suspended axles,” International Journal of VehicleSystems Modelling and Testing, Vol.3 (3), pp.168-188, (2008). DOI: https://doi.org/10.1504/IJVSMT.2008.023836
[11]. R. Fales, E. Spencer et al, “Modeling and control of a wheel loader with a human-in-the-loop assessment using virtual reality,” Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, Vol.127(9), pp.415–423, (2005). DOI: https://doi.org/10.1115/1.1985437
[12]. ISO 8068, “Mechanical Vibration-Road Surface Profiles – Reporting of Measured Data”, (1995).
[13]. ISO 2631-1, “Mechanical Vibration and Shock-Evaluation of Human Exposure to Whole Body Vibration-Part 1: General Requirements,” (1997).
[14]. A S. Emam, “Fuzzy Self Tuning of PID Controller for Active Suspension System,” Advances in Powertrains and Automotives, Vol.1(1), pp.34-41, (2015).
[15]. N. Ebrahimi, A.Gharaveisi, “Optimal Fuzzy Supervisor Controller for an Active Suspension System,” International Journal of Soft Computing and Engineering (IJSCE), Vol.2(4), (2012).
[16]. Van Quynh, L., Viet Ha, D., et al, “Improvement of ride comfort quality for an earth-moving machinery with semi-active cab isolation system,” E3S Web Conf. Vol.304, 02012, (2021). DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202130402012
[17]. Van Quynh, L. et al, “Optimal Design of Cab’s Isolation System for a Single-Drum Vibratory Roller,” Lecture Notes in Networks and Systems, Vol.178, pp. 619–627, (2021). DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-64719-3_68
[18]. Van Cuong, B. et al, “Effects of Design Parameters of Cab’s Suspension System on an Agricultural Tractor Ride Comfort,”. Lecture Notes in Networks and Systems, Vol 602, pp 881–886, (2023). DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-22200-9_93
[19]. Tran Thang Quyet, “Study on the ride effectiveness of hydraulic isolation system for construction machine cab,” Master of Science thesis, Thai Nguyen University of Technology, (2022).
