Implementation of a control system for an adaptive damper in a quarter car context

Abstract

Arbeidet presenterer et komplett kontrollsystem for styring av en magnetoreologisk støtdemper i forbindelse med en kvartbilmodell. Systemet implementerer en strømkontroller, kraftkontroller og en kraftreferansegenerator på en mikrokontroller. Et Kalmanfilter er også implementert for å estimere ikke-målbare tilstander som er nødvendige for styringen av demperen. Hele systemet kjører på et kretskort og er forberedt med tanke på å puttes på en Formula Student racerbil. Alle komponenter av systemet er testet i lag på en fysisk modell av en kvart bil, for å gi et realistisk bilde av hvordan kraftkontrolleren samhandler med resten av komponentene. Det vises at systemet fungerer tilstrekkelig, men at det er en betydelig feil i referansefølgingen til kraftkontrolleren. Flere forbedringsområder avdekkes, som hvordan referansegeneratoren evalueres, forbedringer til kontrollsystemet og den mekaniske implementasjonen av demperen.

This work presents a complete system for the control of a magnetorheological adaptive damper in a quarter car environment. The system implements a current controller, force controller, and force reference generator on an embedded microcontroller. A Kalman filter is also implemented to provide estimates of unmeasured states which are necessary for the control of the damper. The entire system is implemented on a printed circuit board, and with components ready to put it on a Formula Student type racecar. All of the components are tested together on a physical quarter car rig, to give a realistic representation of how the force controller tracks the references. It is shown that the overall system behaves adequately, but that the system has a significant error in force reference tracking. Several areas of improvement, and further work are disclosed, like evaluation of the reference generator, improvements to the control systems, and improvements to the mechanical systems which can improve the performance of the force tracking.