【摘要】：隨著汽車工業(yè)技術(shù)發(fā)展和人們消費(fèi)水平的提升,汽車乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性、可靠性及安全性越來越被人們所重視,同時(shí)引發(fā)了汽車懸架系統(tǒng)向可控領(lǐng)域的發(fā)展。汽車半主動(dòng)懸架系統(tǒng)除了懸架部件外,增加了傳感器和控制器,而懸架部件中執(zhí)行控制作用的部分通常又被稱為作動(dòng)器。當(dāng)作為半主動(dòng)懸架信號(hào)測量通道主要元件的傳感器和作為控制輸入通道主要元件的作動(dòng)器出現(xiàn)故障時(shí),之前完好無故障下設(shè)計(jì)的控制器會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的控制,無法達(dá)到控制效果,甚至控制效果會(huì)完全喪失。論文依托國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(51605213)“道路智能感知下汽車主動(dòng)懸架阻尼控制自適應(yīng)切換研究”和遼寧省科技廳聯(lián)合基金項(xiàng)目(201602367)“道路智能感知下汽車主動(dòng)懸架自適應(yīng)控制研究”。以汽車阻尼可調(diào)半主動(dòng)懸架為研究對象,針對基于元部件完好無故障情況下研究汽車懸架控制而存在的不足或缺陷,以汽車懸架控制可靠性和使用品質(zhì)提高、懸架設(shè)計(jì)方法優(yōu)化為目標(biāo),對半主動(dòng)懸架作動(dòng)器故障診斷展開研究,并對帶有故障的懸架系統(tǒng)進(jìn)行容錯(cuò)控制,具體研究包括以下幾個(gè)方面:(1)建立汽車懸架的動(dòng)力學(xué)模型,包括1/4車輛兩自由度和整車七自由度懸架振動(dòng)模型并根據(jù)路面不平度系數(shù),建立單輪隨機(jī)路面和四輪相關(guān)隨機(jī)路面輸入模型。同時(shí),在不考慮傳感器故障的情況下,建立作動(dòng)器增益、恒偏差和卡死的故障模型。(2)根據(jù)經(jīng)典卡爾曼濾波算法,設(shè)計(jì)基于卡爾曼的車輛懸架故障診斷器,對懸架非簧載質(zhì)量垂直位移、非簧載質(zhì)量垂直速度、簧載質(zhì)量垂直位移和簧載質(zhì)量垂直速度狀態(tài)進(jìn)行估計(jì),并通過Matlab/Simulink對設(shè)計(jì)的估計(jì)器效果進(jìn)行仿真驗(yàn)證,以便實(shí)現(xiàn)懸架作動(dòng)器的故障診斷。(3)構(gòu)建汽車懸架LQG控制器,利用設(shè)計(jì)的卡爾曼濾波器對懸架狀態(tài)進(jìn)行估計(jì),在懸架作動(dòng)器出現(xiàn)故障時(shí),結(jié)合殘差理論,對控制力進(jìn)行補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)懸架作動(dòng)器的容錯(cuò)控制,控制效果用Matlab/Simulink進(jìn)行仿真驗(yàn)證。(4)搭建整車懸架硬件在環(huán)試驗(yàn)仿真平臺(tái),對所設(shè)計(jì)的主動(dòng)懸架容錯(cuò)控制算法進(jìn)行硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。論文仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的狀態(tài)估計(jì)器能夠準(zhǔn)確的估計(jì)出車輛懸架系統(tǒng)的狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并結(jié)合控制力補(bǔ)償措施使故障懸架快速恢復(fù)原有性能,消除了故障對懸架性能的影響,提高了主動(dòng)懸架控制的可靠性。因此,本文所設(shè)計(jì)的控制算法能夠?qū)收蠎壹苓M(jìn)行故障診斷與容錯(cuò)控制。
【圖文】：

我們可根據(jù)有無源來區(qū)分主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架。汽車主動(dòng)懸架類型和結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.1 所示[4]。smuscfkumtksmvcfkumtksmuumtk圖 1.1 汽車主動(dòng)懸架分類Fig. 1.1 Automotive active suspension classification

圖 1.2 容錯(cuò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖g. 1.2 Fault-tolerant control system structur漸發(fā)展，故障檢測與診斷（Fault De計(jì)者需要建立一個(gè)檢測系統(tǒng)來實(shí)時(shí)監(jiān)可以提高系統(tǒng)的可靠性，滿足了規(guī)統(tǒng)癱瘓的成本要求，檢測系統(tǒng)可根統(tǒng)壞死事故的發(fā)生。這就要求設(shè)計(jì)5]。障診斷技術(shù)已逐漸形成，但形成綜“故障診斷學(xué)”，根據(jù)系統(tǒng)的需要類。故障類型判斷、故障檢測。定是否出現(xiàn)問題是通過檢測系統(tǒng)有規(guī)來實(shí)現(xiàn)；故障類型判斷依據(jù)檢測到是定位故障源；最后，，也是系統(tǒng)設(shè)
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2666298