Search

Bu çalışmada, bir yük vagonu için altı serbestlik dereceli yarım araç modeli, rassal ray girdileri ile uyarılmış aracın düşey sürüş hareketlerini incelemek için kullanılacaktır. Rassal ray girdisi olarak, Federal Railroad Administration (FRA) uluslararası standardı tarafından tanımlanmış iz profilleri kullanılacaktır. Birleştirilmiş düşey araç-iz sistemi polytopic bir fonksiyon olarak iz pürüzlülük parametresi ve araç hızı cinsinden oluşturulmuştur ve araç dinamiği üzerindeki etkileri tartışılmıştır. Daha sonra, tek amaçlı optimizasyon problemi, çeşitli araç hızları ve pürüzlülük parametreleri için formüle edilmiştir. H_∞ denetleyicisi systemin belirsizliklerini göze alarak gürbüzlük elde etmeyi hedefler. Bu nedenle sonuçlar H_∞ optimizasyonu kullanılarak, ilgili performans endeksleri arasında en yüksek uzlaşım eğrilerini elde etmek için kullanılmıştır. Çalışmanın son kısmında, sabit hızlı bir denetleyici sentezlenmiştir ve sonuçlar araç gövdesi ivmeleri, ikincil ve birincil süspansiyon deformasyonları için frekans yanıt grafikleri ve kare-kök-ortalama değerleri kullanılarak karşılaştırılmıştır. Yapılan benzetim çalışmaları, aktif sistemin sürüş konforunu iyileştirirken, ray tutuşunu izin verilen limitlerde korumakta başarılı olduğunu göstermiştir., In this study, a six-degrees-of-freedom half-car model for a freight wagon is used to study the ride motions of the vehicle under random rail inputs. As a rail input, the track profiles taken from Federal Railroad-Administration (FRA) international standard are used. A coupled vertical vehicle-track system is formed as a polytopic function of the track roughness parameter and vehicle speed and their influence on the vehicle dynamics is discussed. Then an optimization problem with a single objective function is formulated for a range of track roughness parameters and vehicle speeds. H_∞ control focuses on obtaining a robustness concerning the uncertainty of the system. So, we used H_∞ optimization to obtain the solutions while maximizing the trade-off between the respective performance indices. Later, a controller with a fixed speed value is synthesized and the results are compared by using the frequency response plots and the root-mean-square values of the car body accelerations and secondary and primary suspension deflections. The simulation results demonstrate that the active system is effective in improving ride comfort while keeping the rail holding within allowable limits.

15th International-Federation-of-Automatic-Control (IFAC) Symposium on Control in Transportation Systems (CTS) -- JUN 06-08, 2018 -- ITALY, WOS: 000439162300027, The electronic-based recently developed railway vehicles compromising at high speeds by consuming eco-friendly energy and providing better transportation facilities without complicating the car designs. In this study, the achievable performance of the secondary suspension by using a semi-active controller designed with a local-skyhook damping is compared with the active controller that utilizes an H-infinity control methodology. Besides, to cope up with the coarse track excitations which disrupt the rail holding quality on the rough terrains, a primary controller obliges to deal with the worst-case occurences is considered. The simulation studies attribute to promising results both at the low and mid frequency range by providing improved ride comfort and high passenger safety by using only active primary designs at a price of a typical actively designed secondary suspensions, Int Federat Automat Control, Int Federat Automat Control, Tech Comm 7 4 Transportat Syst, Int Federat Automat Control, Tech Comm 7 1 Automot Control, Int Federat Automat Control, Tech Comm 7 2 Marine Syst, Int Federat Automat Control, Tech Comm 7 3 Aerosp, Int Federat Automat Control, Tech Comm 7 5 Intelligent Autonomous Vehicles, Univ Genova, Dept Informat Bioengineering Robot & Syst Engn, Anadolu University Scientific Research Projects Fund [1710F534], This work was supported by the Anadolu University Scientific Research Projects Fund under Grant 1710F534.

12th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA) -- JUN 18-20, 2017 -- Siem Reap, CAMBODIA, WOS: 000426994400357, In this paper, the Root-Mean-Square (RMS) responses of the heave and pitch accelerations, the suspension travels, and the wheel deflections of a high-speed railway vehicle excited by random road inputs are studied. The road excitations at the front wheels are modelled by a second-order linear shape filter driven by white-noise inputs; and the temporal correlations between the front and the rear wheels are predicted by second order Fade filters. The derived model is used to study the influence of correllation structure on the ride performance of the actively controlled railway vehicle. Next, a multi-objective control problem is formulated as a nonconvex and nonsmooth optimization problem with controller order restricted to be less than or equal to the passive system model order. For a range of orders, controllers are synthesized by using the HIFOO toolbox., IEEE, IEEE ind Elect Chapter, IEEE Singapore Sect, IEEE Ind Elect Soc

IEEE 28th Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering (CCECE) -- MAY 03-06, 2015 -- Halifax, CANADA, WOS: 000369336200084, In this paper, for a quarter-car model, we derive covariance expressions for the MIRA spectrum and calculate the root-mean square outputs for the ISO 8608 classified roads. The derived results are compared with existing works in the literature. We carry out similar calculations for a line spectrum model. The linear and the piecewise-linear spectrum models are also contrasted with the spectrum models delivered by the subspace identification and the compressive sensing algorithms., IEEE

WOS: 000264895800003, In this paper, multi-objective control of a half-car suspension system using linear matrix inequalities is studied. It is observed that when tire damping is precisely known, road-holding quality of the suspension system can be improved to some extent by the design procedure while ride comfort and compactness of suspension rattling space are only slightly affected as tire damping coefficients are increased. In the absence of tire damping information, a robust controller is designed for a suspension system with polytopic tire damping uncertainties. In contrast to multi-objective control of quarter-car models with polytopic tire damping uncertainties, this robust design does not offer any advantage over an active suspension system designed by neglecting tire damping. The results, based on the assumption that the front and the rear road velocity inputs are uncorrelated white-noise processes, demonstrate that the body pitch significantly impacts the closed-loop performance of the active suspension system. This implies that decomposition of a half-car model into two independent quarter-car models by a linear transformation is not realistic for a study of the performance limitations and the trade-offs, Scientific and Technological Research Council of Turkey [106E108], This work was supported by the Scientific and Technological Research Council of Turkey under Grant 106E108.

Bu tezde, kesikli zaman, doğrusal, zamandan bağımsız sistemlerin tanıyımı için düzgün aralıklı olmayan spectrum ölçümleri kullanılarak yüksek tutarlı altuzay algoritması önerilmiştir. Bunun yanında, analitik fonksiyonları, birim çemberin sonlu alt setleri üzerindeki reel ve imajiner ölçümlerinden elde eden altuzay algoritması geliştirilmiştir. Altuzay tanıyımı ve Lagrange-Sylvester interpolasyon problemi arasındaki ilişki kurulmuştur.Çeyrek araç aktif süspansiyon modeli için kapalı döngü frekans yanıtları üzerindeki noktasal kısıtlamalar ve uzlaşım eğrileri türetilmiştir. Lastik sönümleme katsayısının aktif süspansiyon sistem tasarımı üzerindeki etkisi analiz edilmiştir. H2-optimal ve çok amaçlı kontrol kapsamında çeyrek, yarım ve tam araç modelleri için rms ve rms kazanç kısıtlamaları çalışılmıştır. Çok amaçlı süspansiyon kontrol problemi konveks, karışık H2/H? sentez problemi olarak formüle edilmiştir ve doğrusal matris eşitsizlikleri kullanılarak çözülmüştür. Çeyrek ve yarım araç modellerinde kapalı döngü rms yanıtlarının lastik sönümleme katsayısına olan bağlılığı araştırılmıştır. Daha sonra problem çeyrek ve tam araç modelleri için konveks ve düzgün olmayan optimizasyon problemi olarak yeniden formüle edilmiştir ve HIFOO araç kutusu kullanılarak çözülmüştür. Çeyrek ve yarım araç modellerinde lastik sönümleme katsayısının tam olarak bilinmediği varsayılarak politopik lastik sönümleme katsayısı belirsizlikleri için gürbüz kontrolcüler tasarlanmıştır. Son olarak, ticari kamyon için üç serbestlik derecesine sahip kabin modeli türetilmiştir ve doğrusal-kare-Gaussian (LQG) tasarım yöntemi kullanılarak aktif süspansiyon sistemi tasarlanmıştır. In this thesis, a strongly consistent subspace algorithm for the identification of discrete-time, linear time invariant systems from nonuniformly spaced power spectrum measurements is proposed. A byproduct subspace algorithm to construct analytic functions from evaluations of their real or imaginary parts on finite subsets of the unit circle is developed. A connection between the subspace identification and the Lagrange-Sylvester interpolation problems is established.Pointwise constraints and trade-offs on closed-loop frequency responses are derived for a quarter-car active suspension model. The influence of tire damping on the design of an active suspension system is analyzed. The rms and the rms gain constraints for the quarter, half, and full-car suspension models are studied in the H2-optimal and multi-objective control frameworks. For the quarter and half-car models, the dependance of closed-loop rms responses on the tire damping is investigated. The multi-objective suspension control problem is formulated as a convex mixed H2/H? synthesis problem for the quarter, half, and full-car models and solved by using linear matrix inequalities. Next, the problem is re-formulated as a non-convex and non-smooth optimization problem for the quarter and full-car models and is solved by using HIFOO toolbox. Then, for the quarter and half-car models the assumption that tire damping coefficient is exactly known is relaxed and robust controllers to cope with polytopic tire damping uncertainties are designed. Finally, a prototype three-degrees-of freedom cabin model for a commercial truck is derived and an active suspension system is designed by using the linear-quadratic-Gaussian design methodology. 241

Tez (doktora) - Anadolu Üniversitesi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, Kayıt no: 181741, In this thesis, a strongly consistent subspace algorithm for the identification of discrete-time, linear time invariant systems from nonuniformly spaced power spectrum measurements is proposed. A byproduct subspace algorithm to construct analytic functions from evaluations of their real or imaginary parts on finite subsets of the unit circle is developed. A connection between the subspace identification and the Lagrange-Sylvester interpolation problems is established. Pointwise constraints and trade-offs on closed-loop frequency responses are derived for a quarter-car active suspension model. The influence of tire damping on the design of an active suspension system is analyzed. The rms and the rms gain constraints for the quarter, half, and full-car suspension models are studied in the H2-optimal and multi-objective control frameworks. For the quarter and half-car models, the dependance of closed-loop rms responses on the tire damping is investigated. The multi-objective suspension control problem is formulated as a convex mixed H2/H? synthesis problem for the quarter, half, and full-car models and solved by using linear matrix inequalities. Next, the problem is re-formulated as a non-convex and non-smooth optimization problem for the quarter and full-car models and is solved by using HIFOO toolbox. Then, for the quarter and half-car models the assumption that tire damping coefficient is exactly known is relaxed and robust controllers to cope with polytopic tire damping uncertainties are designed. Finally, a prototype three-degrees-of freedom cabin model for a commercial truck is derived and an active suspension system is designed by using the linear-quadratic-Gaussian design methodology.

ÖZET Yüksek Lisans Tezi FOURIER SERİSİ VE ALTUZAY-TABANLI TANIYIM YÖNTEMLERİ İLE YOL SPEKTRUMLARININ KESTİRİMİ SEMİHA TÜRKAY Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik- Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof.Dr. Hüseyin Akçay 2003, 119 sayfa Bu tezde, spektral çarpımlara ayırma yönteminin yol spektrumlarının kestirimi için uygulanabilirliği araştırıldı. Düzgün aralıklı olmayan spektrum ölçümleri kullanılarak çok-girdili/çok-çıktılı, doğrusal-zamandan bağımsız sistemlerin tanıyımı için iki algoritma geliştirildi. Birinci algoritma Fourier serisi tabanlı tanıyım algoritmasıdır. Bu algoritmanın yakınsama analizi sunuldu, ikinci al goritma altuzay-tabanlı algoritmadır. Bu algoritmanın amacı var olan çalışmalarda kabul edilen frekansların düzgün olma şartını ortadan kaldırmaktır. Son olarak, çeyrek araç modeli kullanılarak bir aracın, beyaz-gürültü veya renkli-gürültü hız girdileri olarak ele alınan rassal yol bozucu etkenlere karşı yanıtı incelendi. Anahtar Kelimeler: Sistem tanıyımı; Fourier serisi; Yol güç spektrumu; Kestirim; Rassal titreşimler. ABSTRACT Master of Science Thesis ESTIMATION OF ROAD SPECTRA BY FOURIER SERIES AND SUBSPACE-BASED METHODS SEMİHA TÜRKAY Anadolu University Graduate School of Natural and Applied Sciences Electrical and Electronics Engineering Program Supervisor: Prof.Dr. Hüseyin Akçay 2003, 119 pages In this thesis, application of the spectral factorization to es timation of road spectra is investigated. Two algorithms are de veloped for the identification of multi- input/multi-output, linear- time invariant systems from non-uniformly spaced power spectrum measurements. The first algorithm is a Fourier series based iden tification algorithm. A convergence analysis of this algorithm is performed. The second algorithm is a subspace-based algorithm. The objective is to relax the uniformity condition imposed on the frequencies in the existing works. Then, the quarter-car model is used to study the response of the vehicle to random road exci tations by treating them either as white-noise velocity inputs or colored-noise inputs. Keywords: System identification; Fourier series; Road power spec trum; Estimation; Random vibrations. u 119

Tez (yüksek lisans) - Anadolu Üniversitesi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, Kayıt no: 173900, Bu tezde, spektral çarpımıara ayırma yönteminin yol spektrumlarının kestirimi için uygulanabilirliği araştırıldı. Düzgün aralıklı olmayan spektrum ölçümleri kullanılarak çok-girdili/çok-çıktılı, doğrusal-zamandan bağımsız sistemlerin tanıyımı için iki algoritma geliştirildi. Birinci algoritma Fourier serisi tabanlı tanıyım algoritmasıdır. Bu algoritmanın yakınsama analizi sunuldu. İkinci algoritma altuzay-tabanlı algoritmadır. Bu algoritmanın amacı var olan çalışmalarda kabul edilen frekansların düzgün olma şartını ortadan kaldırmaktır. Son olarak, çeyrek araç modeli kullanılarak bir aracın, beyaz-gürültü veya renkli-gürültü hız girdileri olarak ele alınan rassal yol bozucu etkenlere karşı yanıtı incelendi.

WOS: 000460658700037, In this paper, identification of discrete-time power spectra of multi-input/multi-output (MIMO) systems in innovation models from output-only time-domain measurements is considered.A hybrid identification algorithm unifying mixed norm minimization with subspace estimation method is proposed. The proposed algorithm first estimates a covariance matrix from measurements. A significant dimension reduction is achieved in this step. Next, a regularized nuclear norm optimization problem is solved to enforce sparsity on the selection of most parsimonious model structure. A modification of the covariance estimates in the proposed algorithm generates yet another algorithm capable of handling data records with sequentially and intermittently missing values. The new and the modified identification algorithms are tested on a numerical study and a real-life application example concerned with the estimation of joint power spectral density (PSD) of parallel road tracks.

20th World Congress of the International-Federation-of-Automatic-Control (IFAC) -- JUL 09-14, 2017 -- Toulouse, FRANCE, WOS: 000423964800104, In this work, the mathemtical model of a railway passenger car with conventional and radial-elastic wheels is analyzed. Stochastic excitations are applied to the wheelsets. The local elasticity between the wheel and the rail is modelled by a linearized stiffness behaviour due to geometrical effects to simplify the controller design procedure for H-2 analysis. An optimization of the vertical dynamics is performed by reducing the the H-2 norms of the dynamic wheel forces while keeping the RMS gain of carbody accelerations at a constant level. It is seen that the controller performs well on the low frequency range where the ride comfort is more pronounced and partially on the high frequency range to suppress the environmental ground vibrations and structure-borne noise, Int Federat Automat Control, Continental Automot, Occitanie Reg, Toulouse Metropole, CNES, Univ Toulouse III, Paul Sabatier, Inria, CNRS, OPTITRACK, MDPI, ISAE Supaero, iCODE, EECI, Int Journal Automat & Comp, IEEE CAA Journal Automatica Sinica, Moveo

Bu çalışmada, doğrusal parametreli, yedi serbestlik derecesine sahip tam-araç modeli türetilmiştir ve rassal yol girdileri ile uyarılmış bir aracın sırasıyla pasif, aktif ve yarı aktif süspansiyon tasarımı için yanıtı incelenmiştir. Süspansiyon sisteminin performansı, aracın yolcu konforu ve sürüş güvenliğini gösteren gövde ivmeleri, süspansiyon deformansyonları ve lastik yer değiştirmeleri ölçülerek gösterilmiştir.Aktif süspansiyon sistemi tek veya çok amaçlı kontrolcüler ile kontrol edilmiştir ve her bir kontrölcü tasarımı için araç çıktı yanıtları incenmiştir. İlk olarak, maliyet fonksiyonunda yer alan çıktı endeksleri arasında uzlaşımı sağlayan Doğrusal Kare Gausyan (LQG) kontrolcüsü tasarlanmıştır. Daha sonra, bölgesel kutup yerleştirme kısıtlarını göz önüne alan karışık H_2/H_infinity kontrolcüsü farklı sürüş senoryoları için sentezlenmiştir ve dinamik geri besleme çıktı çözümleri doğrusal matris eşitsizlikleri (LMI) kullanılarak elde edilmiştir.Son olarak, aktif sistemlere göre daha basit bir tasarıma sahip ve düşük maliyeti amaçlayan yarı-aktif süspansiyon sistemleri Skyhook, Groundhook and Hibrid klasik yaklaşımları kullanılarak tasarlanmıştır. Karışık H_2/H_infinity statik çıktı geri besleme kontrolcüsü, araç gövdesinin dört köşesinden elde edilen hız ve süspansiyon deformasyonu ölçümleri kullanılarak MR damper ile gerçeklenmiştir. Burada, Skyhook kontrol kuralı ve aktif LMI optimizasyonu MR damper'in karakteristk özelliklerini belirlemek için kullanılmıştır.Sunulan aktif ve yarı aktif kontrolcüler için tasarım başarısı benzetim çalışmaları ve ölçeklendirilmiş RMS yanıtları ile gösterilmiştir.Anahtar Sözcükler: Tam araç modeli, Aktif süspansiyon, Yarı-aktif süspansiyon, Yol modeli, Çok amaçlı kontrol, LMI optimizasyonu, H∞ performansı, H2 performansı, Statik çıktı geri beslemesi, Dinamik çıktı geri beslemesi, Durum geri beslemesi, LQG kontrol, Skyhook kontrol, Groundhook kontrol, Hibrid kontrol In this study, a seven degrees of freedom full car model with linear parameters is derived, and three type of suspension systems, namely, passively, actively and semi actively suspended systems are reviewed to study car's vibration under random road excitation. The performance of suspension systems are determined by measuring the body accelerations, suspension travels and tire deflections to assess ride comfort and drive safety of the vehicle.The active suspension system is controlled by single and multi objectives controllers and for each controller the vehicle behavior is observed. An LQG control is presented and a trade off in cost function between the output indices is made. A different scenarios for mixed H_2/H_infinity syntheses with regional pole placement constraints are generated and a dynamic output feedback solutions are solved using LMIs.For the semi active suspension system, a classical approaches Skyhook, Groundhook and Hybrid are used to control the system since these approaches feature simplicity and lower cost compared to their active counterparts. A mixed H_2/H_infinity static output feedback controller realized by MR damper which utilizes the measurements of the velocity at each corner of sprung mass and the suspension travel speeds as feedback signals is designed for two types of Skyhook control law and solved via LMI to obtain the damping characteristics of MR dampers.For the proposed controllers, the effectiveness is validated by simulation results and the achieved RMS responses are compared.Keywords: Full car model, Active suspension, Semi active suspension, Road model, Multi-objective control, LMI optimization, H∞ performance, H2 performance, Static output feedback, Dynamic output feedback, State feedback, LQG control, Skyhook control, Groundhook control, Hybrid control 68