Vibration protection of the hydraulic suspension system of mobile vehicles using active regulation by a neural network controller


Cite item

Full Text

Abstract

Most of the time of operation, wheeled agricultural tractors work in fields with different soil back-grounds and in transport on dirt roads or even off-road. Under these conditions, a suspension system is needed to ensure the smoothness ride and effective vibration protection of the operator. Purpose of the study. To develop a new sliding mode controller based on radial basis functions in a neural network (RBFNN), implemented for an active suspension system of ¼ of a part of a mobile energy facility (MF). Materials and methods. The control algorithm is based on radial basis functions and combines the advantage of an adaptive control system and slip mode control. The adaptation rule is used to regulate basic functions based on information about a given sliding surface in real time. Since this approach has the ability to learn, its implementation can be started without any initial RBFNN values. It is proposed to use the neural network to control the parameters of the sliding mode. Results and discussion. To control the active MF suspension system, an adaptive RBFNN sliding mode controller is proposed. The adjustable parameter for the RBFSS controller is selected as gs = 8,5 to cover the range of Gaussian functions. Conclusions. A new controller for the sliding mode of a hydraulically active suspension system based on a neural network is proposed. Simulation results show that due to the use of this neural network controller, the suspension system quite effectively reduces the vibrational activity of the oscillatory system of the studied MF from road irregularities.

About the authors

Z. A Godzhaev

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: fic51@mail.ru
DSc in Engineering Moscow, Russia

S. E Sen'kevich

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: fic51@mail.ru
PhD in Engineering Moscow, Russia

V. A Kuz'min

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: fic51@mail.ru
Moscow, Russia

References

  1. Галашин В.А., Бородин В.П. Пневматические регулируемые системы подрессоривания колесных машин // Труды МВТУ. № 463. C. 36-60.
  2. Густомясов А.Н. Исследование колебаний автомобиля с подвеской переменной структуры: дисс. ... канд. техн. наук. Специальность 05.05.03 Автомобили и тракторы. М., 1979. 204 c.
  3. Платонов В.Ф. Полноприводные автомобили. М.: Машиностроение, 1981. 280 c.
  4. Рудня М.Я., Ломако Д.М. Колебания автомобиля большой грузоподъёмности с гидропневматической частично связанной подвеской при случайных внешних возмущениях // Автомобильная промышленность. 1973. № 9. C. 18-21.
  5. Сухоруков А.В. Управление демпфирующими элементами в системе подрессоривания быстроходной гусеничной машины: дисс. ... канд. техн. наук. Специальность 05.05.03 - Автомобили и тракторы. М., 2003. 204 c.
  6. Bentkus V.A Lyapunov-type Bound in Rd // Theory Probab. Its Appl. 2005. Vol. 49, № 2. P. 311-323.
  7. Cherry A. S., Jones R. P. Fuzzy logic control of an automotive suspension systems // IEE Proc Control Theory Appl. 1995. Vol. 142, № 2. P. 149-160.
  8. Кузьмин В.А., Федоткин Р.С., Крючков В.А. Искусственная нейронная сеть для обоснования параметров ходовых систем тракторов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. № 4. C. 24-30.
  9. YU F., Crolla D.A. State Observer Design for an Adaptive Vehicle Suspension // Veh. Syst. Dyn. 1998. Vol. 30, № 6. P. 457-471.
  10. Venhovens P.J.T. The Development and Implementation of Adaptive Semi-Active Suspension Control* // Veh. Syst. Dyn. 1994. Vol. 23, № 1. P. 211-235.
  11. Chalasani R.M. Ride performance potential of active suspension systems - part ii: comprehensive analysis based on a full-car model // Am. Soc. Mech. Eng. Appl. Mech. Div. AMD. 1986. Vol. 80. P. 205-234.
  12. Williams R.A. Electronically controlled automotive suspensions // Comput. Control Eng. J. 1994. Vol. 5, № 3. P. 143-148.
  13. Gohrle C. et al. Design and Vehicle Implementation of Preview Active Suspension Controllers // IEEE Trans. Control Syst. Technol. 2014. Vol. 22, № 3. P. 1135-1142.
  14. Победин А.В.. Перспективы использования динамических гасителей колебаний в подвесках тракторных кабин // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 11. C. 16-21.
  15. Rolland L.Hardy. Multiquadric Equations of Topography and Other Irregular Surface // J. Geophys. Res. 1971. Vol. 76, № 8. P. 1905-1915.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2019 Godzhaev Z.A., Sen'kevich S.E., Kuz'min V.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).