DESIGN OF AN ACTIVE SUSPENSION SYSTEM FOR FORWARDER CABIN

Abstract: En skotare är ett fordon som transporterar stockar ut från skogen till en större väg. Komatsu Forest AB har utvecklat en ny hytt upphängning till en av sina skotarmodeller. Den är baserad på passiva komponenter, fjädrar och dämpare. Komatsu vill undersöka möjligheterna till aktiv fjädring av det nya hytt konceptet. Syftet med detta arbete är att utveckla en simuleringsmodell med aktiv fjädring för det befintliga passiva upphängningssystem av skotarens kabin. Syftet är att minska hytt vibrationer inducerade från vägen i området 1-5 Hz.Arbetet är uppdelat i ett mekaniskt och ett hydrauliskt delsystem där en kaskad kopplad reglerstruktur antas kunna användas. Det mekaniska delsystemet modelleras i programvaran Simulink som en SimMechanics model för att kunna simuleras. På grund av att hytt upphängningen har tre mekaniska frihetsgrader men det regleras med fyra ställdon uppstår ett problem som kallas för överaktuerat system. En kvadratisk programmering algoritm utvecklades för att på ett optimalt sätt fördela krafterna från de fyra ställdonen på de tre frihetsgraderna på hytten.För de hydrauliska delsystemet, är matematiska modeller av olika detaljnivå utvecklade. Simuleringsresultaten av den härledda modellen jämförs sedan med SimHydraulics modellen och systemets egenskaper härleds. En hydraulisk kraft regulator är utvecklad för att uppnå det önskade målet från regleringen av mekaniken.Från körningar i skogen finns det uppmätta vägdata, dessa matas in i den kompletta simulerings modellen med reglering och analyseras. Baserat på simuleringsresultat kan sedan sensorer och den hydrauliska utrustning såsom ventiler väljas för implementering på en prototypmaskin.I denna avhandling har Girishkasturi.LH ansvarat för hydraulsystemets design och analys och Qiwu Wang ansvarat för den mekaniska system analysen och regler designen. Analysen av det kompletta systemet är gemensamt utfört.