Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Kiểm soát hỗn loạn để giảm thiểu tiếng rú phanh của hệ thống phanh đĩa ô tô
Tóm tắt
Tiếng rú phanh đĩa là biểu hiện của sự mất ổn định tự kích thích do ma sát trong các hệ thống phanh đĩa. Bài báo này nghiên cứu về sự phân nhánh không trơn và động lực học hỗn loạn liên quan đến các hệ thống phanh. Trong hầu hết các tình huống, việc giảm tiếng rú phanh là một phương tiện để kìm hãm những rối loạn hỗn loạn, điều này sẽ làm giảm sự thoải mái của hành khách. Phương pháp được đề xuất bắt đầu với một ước lượng về số mũ Lyapunov lớn nhất thông qua sự đồng bộ hóa để phân biệt giữa chuyển động chu kỳ và hỗn loạn. Sau đó, chúng tôi quan sát những hành vi phi tuyến phức tạp liên quan đến một loạt các tham số và vẽ chúng trong một sơ đồ phân nhánh. Động lực học phong phú của các hệ thống phanh đĩa được khảo sát thông qua sơ đồ phân nhánh, hình ảnh pha, bản đồ Poincaré, phổ tần số và số mũ Lyapunov. Cuối cùng, điều khiển phản hồi trạng thái được sử dụng để khắc phục những hành vi hỗn loạn và ngăn ngừa tiếng rú phanh xảy ra trong quá trình phanh. Cuối cùng, hiệu quả của phương pháp điều khiển được đề xuất được kiểm tra thông qua các mô phỏng số.
Từ khóa
#tiếng rú phanh #hệ thống phanh đĩa #mất ổn định #phân nhánh không trơn #động lực học hỗn loạn #điều khiển phản hồi trạng tháiTài liệu tham khảo
W. C. Ding, J. H. Xie and Q. G. Sun, Interaction of Hopf and period doubling bifurcation of a vibo-impact system, Journal of Sound and Vibration, 275 (2004) 27–45.
S. Theodossiades and S. Natsiavas, Periodic and chaotic dynamics of motor-driven gear-pair systems with backlash, Chaos. Solitons & Fractals, 12 (2001) 2427–2440.
S. C. Chang and H. P. Lin, Chaos attitude motion and chaos control in an automotive wiper system, International Journal of Solids and Structures, 41 (2004) 3491–3504.
R. Suzuki and K. Yasuda, Analysis of chatter vibration in an automotive wiper assembly, JSME International Journal, Series C, 41 (1998) 616–620.
Y. S. Tarng and H. E. Cheng, An investigation of stick-slip friction on the contouring accuracy of CNC machine tools, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 35 (1995) 565–576.
M. O. A. Mokhtar, Y. K. Younes, T. H. EL. Mahdy and N. A. Attia, A theoretical and experimental study on the dynamics of sliding bodies with dry conformal contacts, Wear, 218 (1998) 172–178.
V. G. Oancea and T. A. Laursen, Investigations of low frequency stick-slip motion: experiments and numerical modeling, Journal of Sound and Vibration, 213 (1998) 577–600.
J. Awrejcewicz, L. Dzyubak and C. Grebogi, Estimation of chaotic and regular (stick-slip and slip-slip) oscillations exhibited by coupled oscillators with dry friction, Nonlinear Dynamics, 42 (2005) 383–394.
H. Ouyang, W. Nack, Y. Yuan and F. Chen, Numerical analysis of automotive disc brake squeal: a review, International Journal of Vehicle Noise and Vibration, 1 (1992) 207–231.
I. Ahmed, Analysis of ventilated disc brake squeal using a 10 DOF model, SAE Paper 2012-01-1827 (2012).
F. Chen, Disc brake squeal: an overview, SAE Paper 2007-01-0587 (2007).
N. M. Kinkaid, O. M. O’Reilly and P. Papadopoulos, Automotive disc brake squeal, Journal of Sound and Vibration, 267 (2003) 105–166.
J. Kang, Finite element modelling for the investigation of in-plane modes and damping shims in disc brake squeal, Journal of Sound and Vibration, 331 (2012) 2190–2202.
S. Oberst, J. C. S. Lai and S. Marburg, Guidelines for numerical vibration and acoustic analysis of disc brake squeal using simple models of brake systems, Journal of Sound and Vibration, 332 (2013) 2284–2299.
S. Oberst and J. C. S. Lai, Chaos in brake squeal noise, Journal of Sound and Vibration, 330 (2011) 955–975.
K. Shin, J. E. Oh and M. J. Brennan, Nonlinear analysis of friction induced vibrations of a two-degree of freedom model for disc brake squeal, JSME International Journal Series C-Mechanical Systems Machine Elements and Manufacturing, 45 (2002) 426–432.
K. Shin, M. J. Brennan and C. J. Harris, Analysis of disc brake noise using a two-degree-of-freedom model, Journal of Sound and Vibration, 254 (2002) 837–848.
I. Shimada and T. A. Nagashima, merical approach to ergodic problems of dissipative dynamical systems, Journal Progress of Theoretical and Experimental Physics, 61 (1979) 1605–1616.
A. Wolf, J. B. Swift, H. L. Swinney and J. A. Vastano, Determining lyapunov exponents from a time series, Physics D, 16 (1985) 285–317.
G. Benettin, L. Galgani, A. Giorgilli and J. M. Strelcyn, Lyapunov exponents for smooth dynamical systems and hamiltonian systems; a method for computing all of them, Part I: theory, Meccanica, 15 (1980) 9–20.
G. Benettin, L. Galgani, A. Giorgilli and J. M. Strelcyn, Lyapunov exponents for smooth dynamical systems and hamiltonian systems; a method for computing all of them, Part II: numerical application, Meccanica, 15 (1980) 21–30.
P. Muller, Calculation of Lyapunov exponents for dynamical systems with discontinuities, Chaos, Solitons & Fractals, 5 (1995) 1671–1681.
N. Hinrichs, M. Oestreich and K. Popp, Dynamics of oscillators with impact and friction, Chaos, Solitons & Fractals, 8 (1997) 535–558.
A. Stefanski, Estimation of the largest lyapunov exponent in systems with impact, Chaos. Solitons & Fractals, 11 (2000) 2443–2451.
T. Kapitaniak, Synchronization of chaos using continuous control, Physical Review E, 50 (1994) 1642–1644.
M. P. Aghababa and H. P. Aghababa, Chaos synchronization of gyroscopes using an adaptive robust finite-time controller, Journal of Mechanical Science and Technology, 27 (2013) 909–916.
H. Salarieh and M. Shahrokhi, Adaptive synchronization of two different chaotic systems with time varying unknown parameters, Chaos. Solitons & Fractals, 37 (2008) 125–36.
M. Behzad, H. Salarieh and A. Alasty, Chaos synchronization in noisy environment using nonlinear filtering and sliding mode control, Chaos. Solitons & Fractals, 36 (2008) 1295–304.
S. K. A. Shah, A. S. Fallah and L. A. Louca, On the chaotic dynamic response of deterministic nonlinear single and multi-degree-of-freedom systems, Journal of Mechanical Science and Technology, 26 (2012) 1697–1709.
K. Pyragas and A. Tamasevicius, Experimental control of chaos by delayed self-controlling feedback, Physics Letters A, 180 (1993) 99–102.
H. Salarieh and M. Shahrokhi, Indirect adaptive control of discrete chaotic systems, Chaos, Solitons & Fractals, 34 (2007) 1188–201.
C. Wang and S. S. Ge, Adaptive synchronization of uncertain chaotic systems via backstepping design, Chaos, Solitons & Fractals, 12 (2001) 1199–1206.
M. P. Aghababa, Chaotic behavior in fractional-order horizontal platform systems and its suppression using a fractional finite-time control strategy, Journal of Mechanical Science and Technology, 28 (2014) 1–6.
L. Teng, H. H. C. Iu, X. Wang and X. Wang, Chaotic behavior in fractional-order memristor-based simplest chaotic circuit using fourth degree polynomial, Nonlinear Dynamics, 77 (2014) 231–241.
M. Rafikov and J. M. Balthazar, On control and synchronization in chaotic and hyperchaotic systems via linear feedback control, Communications Nonlinear Science and Numerical Simulation, 13 (2008) 1246–1255.
M. Rafikov, J. M. Balthazar and A. M. Tusset, An optimal linear control design for nonlinear systems, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 30 (2008) 279–284.
M. Rafikov and J. M. Balthazar, On an optimal control design for Rossler system, Physics Letters A, 333 (2004) 241–245.
U. Galvanetto, Flexible control of chaotic stick-slip mechanical systems, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 190 (2001) 6075–6087.
P. E. Dupont, Avoiding stick-slip in position and force control through feedback, Proceedings of the 1991 IEEE, International Conference on Robotics and Automation, Sacramento, California (1991) 1470–1475.
B. F. Feeny and F. C. Moon, Quenching stick-slip chaos with dither, Journal of Sound and Vibration, 273 (2000) 173–180.
C. Cai, Z. Xu and W. Xu, Converting chaos into periodic motion by state feedback control, Automatica, 38 (2002) 1927–1933.
S. C. Chang, Adoption of state feedback to control dynamics of vehicle with steer-by-wire system, Proceedings of The Institution of Mechanical Engineers Part D-journal of Automobile Engineering, 221 (2007) 1–12.
IMSL, Inc., User manual-IMSL/LIBRARY, 2 (1989).
H. K. Khalil, Nonlinear systems, Third Edition, Prentice-Hall, Upper Saddle River, New Jersey (2002).