Primena fazi logike u regulatorima sistema automatskog upravljanja na motornim vozilima Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Slavko Moždeka,

poručnik, dipl. inž.

Vojootehnitka akademija VJ, Beograd Profesor dr Slobodan Milidrag, dipt. inž. Fakuliei tehmCkm nauka, Novi Sad

Mr Zonui Popovk,

pukovntk, dipl. inž.

Vojooichniika akadcmija VJ, Beograd Drtgiša Vulovk, poručnik, dipl. inž.

VP 4795—W Beograd

PRIMENA FAZI LOGIKE U REGULATORIMA SISTEMA AUTOMATSKOG UPRAVLJANJA NA MOTORNIM VOZILIMA

UDC: 629.113-523.6:510.6

Rezime:

Sistemi automaiskog upravljanja donas su veoma široko primenjeni u oblasti motornih vozila, bilo u projektovanju i proizvodnji ili na motomim vozilima. Slotcnost sistema vozilo-vozač-okoiina ukazuje na to da je veoma teško matematički definisati neke parametre sistema, a ako se i defmišu, praktična realizacija sistema automatskog upravljanja je teška i sloiena. U radu je prikazan koncept sistema automatskog upravljanja zasnovan na primeni fazi logike. Ovaj koncept omogućava da se sistem koji je neodređen i višeznačan na pogodan način opiše, kao i da se realizuje konkretan sistem automatskog upravljanja. Na kraju su opisane neke realizacije fazi sistema automatskog upravljanja koje se ndaze na motomim vozilima.

Ključne reći: motomo vozilo, sistem automatskog upravljanja, fazi regulator.

APPLICATION OF FUZZY LOGIC IN CONTROLLERS OF MOTOR VEHICLE AUTOMATIC CONTROL SYSTEMS

Summary:

Automatic control systems are widely used today in motor vehicles design, production process and in motor vehicles themselves. The system vehicle-driver-cminronment is very complex. It is very difficult to define some its parameters, and if we define them it is very difficult and complicated to realize practically such an automatic-control system. This paper gives an automatic control system concept based on fuzzy logic. Using this concept we can describe and realize, in a suitable way, a particular indefinite and multimeaning automatic control system. Some realised fuzzy automatic control systems in motor vehicles are shown as well.

Key words: motor vehicle, automatic control system, fuzzy controller.

Uvod

Bilo kakav rad u oblasti motornih vozila bez primene sistema automatskog upravljanja danas je nezamisliv. Ovi sistemi su primenjeni u čitavom životnom ciklusu motomog vozila: od razvoja (pro-jektovanja, proračuna, ispitivanja u raz-voju i eksploataciji) preko eksploatacije

i odriavanja do primene na motomom vozilu. Sistemi automatskog upravljanja na motomim vozilima primenjuju se da bi se zadovoljtli sve veći zahtevi koji se odnose na ekonomičnost, ekologiju, kao i na komfor i lakoću eksploatacije motor-nog vozila. Ako se vozilo posmatra kao složen mašinski sistem koji se reguliše, što u stvari i jeste, uočava se da su

VOJNOTEHNIĆKI GLASNIJt 3/2001.

301

medusobni uticaji i odnosi pojedinih nje-govih podsistema i sklopova složeni, a uiazi i izlazi u i iz podsistema, kao i sistema u celini višeznačni. Zbog toga je matematičko modelovanje vozila, u celini kao dinamičkog sistema, skoro nemoguće [1]. Ako se želi posmatrati sistem voziio -vozač-okolina zadatak se još više usloža-va. Da bi se pristupilo modelovanju sistema koji je u suštini nelinearan i deli* mično neodreden, pristupa se, manjc iii više, grubim aproksimacijama. Ovo za-hteva dodatna ispitivanja i proces čini dugotrajnijim, složenijim i skupljim. Ako se ne žele koristiti aproksimacije, mate-matički modeli su Često veoma složeni, njihovo modelovanje zahteva puno vre-mena, tako da se praktična realizacija dovodi u pitanje.

Da bi se prevazišli problemi ovog tipa, odnosno da bi se bolje opisali nei-zvesnost, viSeznaČnost, subjcktivnost i neodredenost, razvijena je teorija fazi (fuzzy) skupova (rasplinutih skupova). Ona je naSla široku primenu u projekto-vanju tzv. fazi regulatora koji se ugraduju u mnogc sisteme u kojima je prisutna neodredenost, viSeznačnost i subjektiv-nost. Teorija fazi skupova zasniva sc na proširenju teorije klasičnih skupova, kod kojih element može da pripada ili ne pripada skupu, dok se kod fazi skupova definite pojam funkeije pripadnosti skupu, koja može da zauzme bilo koju vred-nost u intervalu (0, 1). Veličina funkeije pripadnosti za dati element govori o tome koliko ima istine u tvrdenju da on pripada skupu. To znači da element može ,,i da pripada i da ne pripada*1 skupu, tako da ovaj skup nema tačno definisane granice, pa se naziva i rasplinuti (fazi). Fazi skup u odredenim uslovima može da se nazove fazi brojem i tada je pogodan za opisiva-nje veličina koje se ne mogu precizno definisati.

Osnovni koncept fazi regulatora

Za razliku od klasičnih regulatora sistema automatskog jpravljanja, gdc je potrebno poznavati matematićki model sistema, a ulaznc veličine su poznate, fazi regulatori se zasnivaju na neposrednoj primeni kvalitativno formulisanih isku-stvenih znanja za regulaciju željenih veli-čina. Poznavanje funkeionisanja procesa koji se reguliše sadržano je u relaciji:

AKO (IF) preduslov ONDA (THEN) zaključak

Ovakva formulacija (AKO-ONDA) predstavlja najjednostavniju formu procesa ljudskog odlučivanja. Preduslov i zaključak su lingvistički iskazi koji su neodredeni i oni se predstavljaju fazi brojevima. Na primer:

AKO temperatura visoka I porast temperature nagao

ONDA ventil potpuno otvoriti

Ovde je preduslov kompleksan i u sebi ima dva neodredena eiementa (temperatura visoka i porast temperature nagao).

Fazi teorija je omogućila da se znanja formulisana na ovaj način (opisnom for-mom) operacionalizuju i iskoriste za pro-jektovanje fazi regulatora. Op$ta struk-tura jednog sistema automatskog uprav-Ijanja sa primenjenim fazi regulatorom prikazana je na slici 1.

Osnovni dclovi fazi regulatora koji ga čine različitim od klasičnih rcgulato-ra su:

- deo za fazifikaeiju,

- deo za zaključivanje na bazi fazi lingvističkih pravila,

- deo za defazifikaeiju.

Deo za fazifikaeiju odreduje stepen pripadnosti ulazne veličine fazi skupo-

302

VOJNOTEHNlCKI GLASNIK 3/2001.

wCC«ns?

II

T

! FAS ZAK^UClVANJ* ||

NA BAZI FAZI UNGVISHCUH

*1

FBAVILA \i

upnvljafke

velifine ■ a^

OBJEKAT

UPRAVUANJA

upnvljana

■velitina

povntn* veu

St. / - Opita struktura fazi sistema atttomatskog upradjcnja

vima koji jc opisuju pošto sc na ulazu pojavljuje diskretna vrednost ulazne veli-dne. Na primer, ako je temperatura ula-zna velidna, ona može u regulatoru biti okarakterisana fazi brojcvima „niska temperatura (NT)“, „srednja temperatura (ST)" i „visoka temperatura (VT)“. Funkcije pripadnosti ovih fazi brojeva predstavljene su na slid 2.

Funkcija pripadnosti kvantifikuje kvalitativni iskaz lingvističke promenljive preko velidne stepena pripadnosti. Slika 2 pokazuje da se odredena diskretna vrednost ulazne veličine može nad u dva fazi skupa, ali sa razlidtim stepenom pripadnosti.

Deo za zaključivanje na bazi fazi lingvistidtih pravila pokazuje suštinsku razliku između klasičnog i fazi rcgulatora. Dok se kod klasičnog regulatora mora znati tačan matematički model, odnosno prenosna funkcija, ovde se ponašanjc sistema opisuje proizvoljnim brojem fazi lingvističkih pravila koja, u stvari, pred-stavljaju opis ponaSanja sistema. Fazi lin-gvistička pravila se formulišu preko AKO-ONDA formulacija. Kako ponaša-nje sistema najčešće zavisi od više pro-menljivih, preduslov u formulaciji AKO-ONDA ima više kompleksno povezanih fazi brojeva logičkim operatorima I/ILI (AND/OR). Za poznatu vrednost ulaznih parametara mora se prod kroz sva fazi

lingvistička pravila da se utvrdi u kojoj meri su zadovoljeni kompleksni prcdu-slovi i sa kojom veličinom funkcije pripadnosti parcijalni zaključak učestvuje u ukupnom zaključku. Ocenjivanje kom-pleksnih preduslova vrSi se obrazovanjem maksimuma istinitih vrednosti ako se radi o ILI povczivanju ili minimuma istinitih vrednosti ako se radi o I povezivanju. Kad se izvrši ocenjivanje uticaja kom-pleksnih preduslova. obrazovana vrednost funkcije pripadnosti odreduje u kojoj meri zaključak odgovara datom prcduslo-vu. Ovakav način zakljudvanja često se naziva MIN-MAX zakljudvanje. Ima jo$ modela zakljudvanja koji daju slične re-zultate, a bide primenjen onaj koji daje bolje rezultate. Na slid 9 prikazan je model tzv. MAX-PROD zakljudvanja. Nakon prolaska kroz sva pravila zakljudvanja i utvrdivanja velidne funkcija pri-

SI. 2 - Primer predstcvljanja fazi veiičine ,,temperaturau fazi brojevima

VOJNOTEHNIĆKl GLASNIK 3/2001.

303

padnosti svakog parcijalnog zaključka, unijom svih parcijalnih zaključaka for-mira se ukupni zaključak.

Kako je na izlazu potrebno imati diskretnu vrednost iziazne veličine, na osnovu rezultujućeg fazi skupa potrebno je odrediti vrednost iziazne veličine. Ovaj postupak naziva se defazifikacija i može se obavljati na više načina. Jedan od najčešćih načina je tzv. princip težišta ili centra gravitacije [3] gde se za izlaznu vrednost uzima apscisa težišta površine rezultujućeg fazi skupa.

Ako, na primer, postoje dve ulazne veličine: xj i x2 i izlazna veličina y pred-stavijene fazi skupovima, kako je prika-zano na slici 3, i ako su definisana sledeća dva fazi lingvistička pravila:

1. AKO Xj = veliko I X2 = srednja ONDA y = srednje

2. AKO Xi = malo I X2 = mala ONDA y = malo,

na slici 4 prikazan je postupak fazifikaci-je, MIN-MAX zaključivanja i defazifika-cije u fazi regulatoru za predstavljena pravila i veličine procesa.

Projektovanje fazi regulatora

Kvalitet fazi regulatora zavisi od na-čina opisivanja promenljivih veličina, for-mulacije i broja fazi lingvističkih pravila, što zavisi od toga u kom stepenu projek-tant regulatora poznaje sistem. Zbog toga projektovanje fazi regulatora predstavlja

SI. 4 - Postupak fazifikatije, MIS-SI AX zukljuCivanja i dejozifikacije u fazi regulatoru

304

VOJNOTE HNIČK! GLASNtK V2001.

poCetak)

Si 5 - Faze projektovanja fazi regulatora

iterativni postupak, kako je to prikazano na slid 5.

Sada se radi na razvoju metoda za automatsku optimizaciju fazi regulatora. Jedan od takvih projekata je i povezivanje neuronskih mreža i fazi regulatora, dme se dobijaju neuro-fazi regulatori [4].

Primena fazi regulatora u sistemima

automatskog upravljanja

Kada su se pojavili fazi regulatori mislilo se da će oni zameniti klasične. Ipak, postalo je jasno da je to samo jedan od načina poboljšanja klasičnih sistema

automatskog upravljanja, ali sigurno nijc jedini. U vcćini slučajeva unutrašnja pet-Ija regulacije ostaje klasična, a fazi regulatori se primenjuju u slučaju kada pod-ržavaju kritična radna stanja ili kada klasični regulatori ne mogu da budu adap-tivni. Na slici 6 prikazane su mogućnosti primene fazi regulatora u sistemima automatskog upravljanja.

Rcalizadje fazi regulatora u

sistemima automatskog upravljanja

na motomim vozilima

Motomo vozilo se posmatra u inte-rakciji sa vozačem i okolinom unutar sistema vozilo-vozač-okolina. Stanje okoline i čoveka jc stohastički promenji-vo, a karakter promene zavisi od velikog broja faktora koji se često ne mogu pre-dzno formulisati. Ova interakcija jc slo-žena i nedefinisana i njeno matematičko opisivanje je veoma teško i vcrovatno nemoguće potpuno izvesti. Zbog toga je primena fazi sistema automatskog upravljanja veoma pogodna za upravljanje svih sistema motornog vozila koji učestvuju u interakciji vozila sa vozačem i okolinom. Primena fazi sistema poboljšava sistem po mnogim pitanjima, kao što su: komfor vozača i putnika, jednostavnije i bezbed-nije rukovanje, veća produktivnost (kod radnih mašina), kao i manja štetnost vozila po okolinu. Zbog toga fazi sistemi automatskog upravljanja nalaze primcnu kod mnogih sistema motornog vozila. Prema saznanjima fazi regulatori su pri-mcnjeni u regulaciji slededh sistema mo-tomog vozila:

- motor: integrisani sistem kontrole rada motora, kontrola rada motora na praznom hodu (radi poboljšanja izduvne emisije);

VOJNOTEHNIĆKI GLASNIK 3/2001.

305

Fazi regulator kao zamena klasičnom regulators

Paralelna veza fazi i klasičnog regulatora

Fazi regulator kao adaptaeija klasičnog SI. 6 - Mogućnosti primene fazi regulatora u sistemima automatskog upravljanja

- sistem prenosa snage: automatska promena stepena prenosa, spredavanje proklizavanja točkova (ARS);

- sistem upravljanja: automatsko vođenje vozila;

- sistem kodenja (ABS);

• sistem elastičnog oslanjanja;

- sistem za rukovanje radnim ureda-jima kod građevinskih mašina.

Automatsko vođenje vozila

U zavisnosti od potreba, odnosno uslova kretanja, postoje dvc vrste auto-

matskog vodenja vozila: automatsko vo-denje pri kretanju vozila po stalnoj, una-pred utvrdenoj trajektoriji, i popromenji-voj trajektoriji [1].

Prva vrsta vodenja vozila je jedno-stavnija i lakša za realizaeiju, dok druga vrsta vodenja ima dosta poteškoća i svi problemi još nisu do kraja rešeni [1]. Osnovni problem ove vrste vodenja vozila je tzv. beskontaktno izbegavanje pre-preka. U ovom delu bide razraden model izbegavanja prepreka primenom fazi regulatora prema [2].

306

VOJNOTEHNIČK! GLASNIK 30001.

FaztiingvistiĆka pravila upravljanja

Pravilo Sadržaj

1 AKO (d * PM) I (v = PS) 1 (ver = VAN) ONDA (a* - NM)

2 AKO (d * PM) I (v « PV) I (ver = VAN) ONDA^b, - NS)

3 AKO (d - PM) I (v * PM) I (ver = U) ONDA (aBf = NM)

4 AKO (d = PM) I (v = PM) I (ver = U) ONDA (aB, » NS)

5 AKO (d = PM) I (v * PV) I (ver « U) ONDA (aB> = NV)

6 AKO (d = PV) I (v » PV) I (ver = VAN) ONDA (a„, = NM)

7 AKO (d = PV).l (v = PM) I (ver = U) ONDA (aBr = NM)

8 AKO (d ■ PV) I (v = PV) I (ver » U) ONDA (a8, = NS)

Na slid 7 prikazan je model vozila sa ugrađenim IC detektorom prepreka u „zoni opasnosti“ ispred vozila. Pokazana je situacija gdc jc brzina kretanja vozila pod uglom § u odnosu na uzdužnu osu vozila. IC detektor pri zahvatu prepreke daje odgovarajuće polame koordinate prepreke (r i a). Veličine da i dg defmiSu trenutno rastojanje prcpreke i krajnje ivice vozila od vektora brzine, a njihov odnos ver = dg/d* opisuje oblast opasno-sti. Automatsko vođenje vozila, u ovom slučaju, obuhvata prilagođavanje brzine i smcra kretanja tako da se izbegne prepreka. Analitički opis ovog načina upravlja-

nja, ako se još uzme u obzir i greška senzorskog aparata, veoma je težak. Zbog toga je problem iakše opisati uz pomoć fazi lingvističkih pravila, a infor-macije obraditi pomoću fazi regulatora.

Za opisivanje strategije izbegavanja sudara upotrebljene su tri ulazne veiičine: d - rastojanje prepreke od prednje ivice vozila, v - trenutna brzina vozila, i ver -oblast opasnosti, a izlazna veličina koja sc reguliše biće aBr - usporenjc vozila.

$ve ove veličine predstavljene su odgovarajućim fazi brojevima (slika 8), a fazilingvistička pravila definisana su u tabeli. Fazi brojevi koji opisuju date

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2001.

307

veličinc đefinisani su kao: NM - nega-tivno malo; NS - negativno srednje; NV - negativno veliko; PM - pozitivno malo; PS - pozitivno srednje; PV - pozitivno veliko; U - u oblasti opasnosti; VAN -van oblasti opasnosti.

Na slid 9 prikazan je primer fazi zaključivanja za pravila 1 i 8. Na slid 10

prikazan je način na koji se vrSi defazifi-kadja za realan izlazni fazi skup, a na slici 11 vrednost usporenja (asr) u zavi-snosti od ulaznih parametara d i ver, pri različitim brzinama kretanja vozila.

Navedeni primer pokazuje moguć-nost upravljanja jednom izlaznom veliči-nom (usporenjem vozila), što nije do-

308

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2001.

.1

voljno za automatsko vođenje vozila, ali na sličan način može se upravljati i polo-žajem upravljačkih točkova i ostalim po-trebnim veličinama.

Automatizacija sistema elastičnog

oslanjanja motomog vozilo

Sistem elastičnog oslanjanja motor-nog vozila, s jedne strane, ima zadatak da obezbedi zahtevani nivo komfora put-nika i vozača, a s druge strane treba da eliminiše ili, Što je moguće više, smanji dinamičke udare koji se prenose na ele-mente vozila i podlogu po kojoj se voziio kreće. Ovde se mora naći kompromis između komfora, potrebnog radnog pro-stora za sistem, promene sila u kontaktu pneumatik-podloga i kontrolisanog po-našanja vozila. Pošto vozilo obavlja svoju funkciju u veoma različitim uslovima u poglcdu mikro i makroneravnina na putu, opterećenja i brzine kretanja, ovaj zadatak je veoma složen. Kiasični sistemi elastičnog oslanjanja koji u osnovi imaju elastični element konstantne krutosti i prigušni element sa konstantnim priguše-njem svakako ne mogu na zadovoljava-

a 9*

51. II - Dijagrami uspotenja zo različite brzine kretanja

VOJNOTEHNlCKI GLASNIK 3/2001.

309

ugib oveiene mase Fazi regulator ovešene mase

X upravljanje oveienora masom

ubizanje oveiene nB3 ► in T Uqm — Uom ( X, X ) u0M

SI. 12 - Blok-Šema fazi regulatora oveSene mase

jući način da ispune navedcnc zahteve u svim režimima vožnje vozila. Zbog toga se pristupilo automatizaciji ovog sistema, tako da sada postoji vi§e varijanti sistema sa različitim stepenom automatizacije. Danas su najčešće u primeni poiuaktivni i aktivni automatizovani sistemi elastič-nog oslanjanja kod kojih je aktuator ume-sto klasičnih elastičnih i prigušnih eleme* naia ill je on paralelno vezan sa elastičnim elementom. Klasične konstrukcije automatizacije ovih sistema prikazane su u literaturi [1], dok će ovde biti prikazan fazi pristup automatizaciji sistema elastič-nog oslanjanja prema [5]. Razmatraće se tzv. „Četvrtinski" model vozila koji se u određenim uslovima može poistovetiti sa oslanjanjem jednog točka vozila sa siste-mom nezavtsnog elastičnog oslanjanja.

Fazi sistem automatskog upravljanja sistemom elastićnog oslanjanja sastoji se od slededh pod sistema;

a) fazi regulator ovešene mase (Fuzzy Slow Comfort Controller),

b) fazi regulator stabilnosti točka (Fuzzy Handling Fast Controller),

c) fazi supervizor (Fuzzy Supervisor).

Fazi regulator ovešene mase (Fuzzy Slow Comfort Controller) jeste ,,spori“ dco sistema i ima zadatak da poboljša putnu udobnost putnika koja je okarakte-risana osetljivošću čoveka na ubrzanja u frckvcntnom opsegu od 0,1 do 10 Hz.

Blok-šema regulatora sa ulaznim i tzla-znim veličinama prikazana je na slici 12, a funkcije pripadnosti ulaznih promenji-vih prikazane su na slici 13.

Fazi regulator stabilnosti točka (Fuzzy Handling Fast Controller) jeste ,,brzi“ dco sistema i ima zadatak da obezbedi stalan kontakt točka i podloge u svim uslovima eksploatacije i time do-prinese putnoj bezbednosti putnika. Ovaj zadatak je dosta težak zato što je kontakt podloge i točka komplikovan za opisiva-nje zbog stohastičke prirode procesa. Na slici 14 prikazana je blok-šema regulatora sa ulaznim i izlaznim veličinama, a na

brzina ovcšenc mase

444<)4>1 0 1 2) 4 M

44444-101ŽHS«

ugib ovešcne mase

SI. 13 - Funkcije pripadnosti brzine i ugiba oveiene mase:

NB - negativno veliko (negative big);

NM - negativno srednje (negative medium);

NS - negativno maSo (negative small);

ZB - olio nulc (zero);

PS - pozitivno milo (positive small);

PM - pozitivno srednje (positive medium);

PB - pozitivno veliko (positive big)

310

VOJNOTEHNIĆKI GLASNIK 3/2001.

slid 15 prikazane su funkcije pripadnosti ulaznih promenjivih.

Konstrukcija dva nezavisna lokalna fazi regulators sa jednim izvršnim orga-nom-aktuatorom, kako je to uobičajeno kod vozila, nije pogodna za maksimalno iskorišćenje funkcije regulisanja sistema elastičnog oslanjanja. Zbog toga je po-trebno izvršiti fazi vrednovanje svake upravljačke informacije i na bazi fazi

stepena značajnosti pojedinog regulators odrediti udeo upravljačke informacije pojedinog regulatora. Odredivanje fazi stepena značajnosti vrši fazi supervizor na osnovu tekudh globalnih informacija o vozilu: brzine vozila (v), ubrzanja vozila (a), sile kočenja (F), ugla upravljačkog točka (0) i visine vozila (H). Blok-šema fazi supervizora prikazana je na slid 16. Slika 17 pokazuje blok-šemu kompletnog

deformacija

pneumatika Fazi regulator upravljanje

DP

stabilnosti točka neoveSenom masom

venikalna brzina ^ ^NM _ ( Dp, Vy ) Up« '

toćka v

St. 14 - Blok-iema fazi regulatora stabilnosti točka

4 4 4 ■) >2 -1 0 1 29 4 5 6 -6 *5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 «

deformacija pneumatika vertikalna brzina točka

SI. 15 - Funkcije pripadnosti deformacije pneumatika t vertikalne brzine točka

SI. 16 - Blok-iema fazi supervizora

VOJNOTEHN1ČKI GLASNIK 3/2001.

311

SI. 17 - Blok-šema Jazi sinanu automatskog upravljanja oslanjanjem vozila

fazi sistema automatskog upravljanja „četvrtinskim" modelom elastičnog osla-njanja vozila.

Automatizacija promene stepena

prenosa

Automatizacija promene stepena prenosa najčcšće se primenjuje kod sistema za prenos snage koji su izvedeni sa hidrodinamičko-mehaničkim menjačem stepena prenosa za automatizaeiju promene stepena prenosa u mehaničkom detu menjača. Promena prenosnog od-nosa u hidrodinamičkom pretvaraču obr-tnog momenta je automatska po samoj konstrukeiji menjača.

Automatskom promenom stepena prenosa poboljšavaju se dinamičke karak* teristike vozila uz povećanje prohodnosti s obzirom na postepeno povećanje obr-tnog momenta na pogonskim točkovima pri polasku vozila. Izbor stepena prenosa, odnosno prenosnog odnosa izmedu mo* tora i pogonskih točkova, zavisi od većeg

broja relevantnih parametara čiji su izvori raziičiti, a to su, pre svega: vozilo (brzina, ubrzanje), motor (režim rada), vozač(po-četni uslovi - zahtevi) i otpor na potcznici (kod radnog vozila i otpor priključnog uredaja).

Kiasični sistem automatskog uprav-ljanja koji bi za promenu stepena prenosa uzimao u obzir sve relevantne parametre bio bi veoma složen i skup. Zbog toga su razvijeni sistemi automatskog upravljanja koji sc baziraju na jednom (brzina vozila), dva (brzina vozila, režim rada motora) ili tri uticajna parametra. Danas su najčešće u primeni dvoimpulsni sistemi koji koriste dva relevantna parametra. Primenom elektronike u sistemu automatskog upravljanja omogućava se da se trenutak promene stepena prenosa vrSi prema di-jagramu, kako je to prikazano na siici 18.

Elektronski sistemi automatskog upravljanja omogućavaju, takođc, da se u sistem ugrade dva ili tri programa za promenu stepena prenosa koje vozač može da bira po želji. Na primer, može se formirati program pri kojem se posti-

312

VOJNOTEHNlCKI GLASNIK 3/2001.

poloiaj pedal e gau

SI. 18 - Dijagram pronn-nc .stepena prenosa kod dvoimpulsnih sistema

SI. 19- Promeua stepena prenosa kod dvotmpul• snih sistema sa dva programa upravljanja

žu maksimalnc vučnc performanse („SPORT**) i program gde sc postiže maksimalna ekonomičnost („ECO**). Na

slici 19 prikazan je dijagram promcne stepena prenosa između trećeg i četvrtog. sa dva programa |6). Ovakav model pri-bližava automatizaeiju promcne stepena prenosa stvarno potrebnim uslovima. ali još uvek ne daje zadovoljavajuće rezul-tate.

Kretanje vozila u rcainim uslovima zahteva primenu režima koji se nalazi izmedu ova dva režima. Ugradnjom fazi rcgulatora možc se na osnovu odredenih pokazatclja formirati faktor koji govori o tome u kojoj mcri trenutni uslovi kretanja vozila odgovaraju odredenom programu upravljanja. Ako se kao referentni program uzme „SPORT* faktor sc naziva „sport faktor** i govori u kolikoj meri jc vožnja bliska sportskoj. Na osnovu ovog faktora odrcdujc se trenutak promenc stepena prenosa koji je izmedu dva programa regulacije. Na slici 20 prikazana je blok-šcma sistema za odredivanje momenta promcne stepena prenosa na bazi fazi regulatora za odredivanje „sport faktora**« a na slici 21 pokazan je dijagram promene stepena prenosa sa „sport fakto-rom" 82% (6).

VOJNOTEHNIĆKI GLASNIK 30001.

313

67. 21 - Oijugrum prumvnt stcpis/iu prenosa sa fazi regtilatorom

Zakljucak

Primena fazi logike u sistemima au-tomatskog upravljanja na motomim vozi-lima svakako ima svoje mesto u ukupnom razvoju vozila. S obzirom na proverenu praktičnu primenjivost fazi regulatora i profit koji se ostvaruje od proizvoda sa ugradenom fazi logikom poslednjih dva-desetak godina, može se red da su fazi sistemi dali vclik doprinos razvoju motor-nih vozila.

Prednosti fazi sistema automatskog upravljanja su sledeće: mogućnost lake izrade regulatora, pošto se radi o čisto softverskim rešenjima bez primene i raz-voja spccifičnog hardvera, vcća robus-tnost u odnosu na klasične regulatore,

kraće vremc potrebno za razvoj sistema, praktična primenjivost i bolji plasman na tržištu.

Nedostaci fazi tehnologija su: lo$e teorijskc osnove, teSko podcšavanje fun-keije pripadnosti i loša predstava ljudi o fazi tehnologijama.

Imajući to u vidu, može se zaključiti da je područje primene fazi sistema u motomim vozilima veoma široko i nei-straženo i da će uslediti istraživanja koja cc dati konačan sud o primeni fazi tehno-iogija. Pretpostavlja se da će doći do Sire primene fazi tehnologija, kao i do proSi-rivanja novim naprednim tehnologijama (neuronskc mreže i si.).

Liltratura:

(1] Janićijcvić. N-: Automatsko upravtjanye u motomim vozfli-ma. Maiintki fakultet. Beograd, 1993.

|2J Heller. J.: FUZZY ■ LOO IK Zur sccucrung und regelusg elektromechanicher systeme, VD1 Bcrischtc 1804, VDI Ver-lag. Duscldorf. 1993.

[3] Teodorosid, D.. Kikochi. S. Fad skupovi i primetu a saobraćaju. Saobraćajni fakultet. Beograd, 1994.

(4) Subaiif. P.: Fan logika i neuremke mrcic. Tchmika kojtga, Beograd. 1997.

|S] Tllli, A.. Boverie, S.: Fuzzy control approach for the design of active and semi-active suspension. Environmental and intelligent manufacturing system*. Volume 9 (Appticaooss of fuzzy logic). Prentice Hall PTR. New Jersey. 1997.

(6) Schroder. M.. Petersen, R., KLanjonn. F.. Kruse. R.: Two paradigms of automotive fuzz«- logic applications, Environmental and intelligent manufacturing systems. Volume 9 (Applications of fuzzy logic). Prcmicc Hall PTR. New Jersey. 1997.

314

VOJNOTEHNlCKI GLASNIK 3/2001.