本文關鍵詞：汽車主動懸架系統(tǒng)的俯仰與側傾控制方法研究

  更多相關文章： 主動懸架 俯仰 側傾 分布式模型預測控制 主動懸架啟動與退出控制 主動懸架硬件控制器

【摘要】：車輛行駛在不平路面上時,車身的俯仰與側傾運動會給駕乘人員帶來不適感,影響車輛的乘坐舒適性。為此,本文以主動懸架作為執(zhí)行機構,設計了抑制車身俯仰與側傾運動的主動懸架控制算法,同時從節(jié)能減排的角度考慮,給出了降低主動懸架能耗的啟動與退出控制策略。最后,本文設計了主動懸架的硬件控制器。本文首先建立了反映俯仰與側傾運動的7自由度車輛模型,進一步,在考慮主動懸架執(zhí)行器的輸出約束特征以及懸架系統(tǒng)分散式結構特征的基礎上,本文給出了一種能有效抑制車輛俯仰與側傾運動的主動懸架分布式模型預測控制(Distributed Model Predict Control,DMPC)方法。該方法將高維車輛系統(tǒng)拆分為4個低維的懸架控制子系統(tǒng),針對每個子系統(tǒng)設計單獨的模型預測控制器(MPC),以實現(xiàn)降低整個系統(tǒng)控制器設計的難度以及提高實時性為目的。仿真結果表明,本文給出的方法可有效抑制由不平路面引起的車身的俯仰與側傾運動,提高車輛乘坐舒適性。本文進一步考慮到車輛中部分狀態(tài)量不可測和主動懸架能耗較高的特性,設計車輛主動懸架的Kalman狀態(tài)估計器和啟動與退出控制策略。Kalman狀態(tài)估計器對車輛行駛時的狀態(tài)進行估計,而主動懸架啟動與退出控制策略根據(jù)車輛行駛時車身側傾角與俯仰角對車輛乘坐舒適性的影響,決定主動懸架的啟動或退出,避免主動懸架在非必要時的動作,降低系統(tǒng)能耗。最后,從本文設計的主動懸架控制算法和控制策略在實際系統(tǒng)中應用的角度考慮,本文設計主動懸架的硬件控制器。主動懸架硬件控制器設計包括硬件電路設計和軟件系統(tǒng)設計。在設計過程中,本文采用模塊化設計思想,根據(jù)功能需求將硬件與軟件分成不同功能模塊,獨立設計。為了驗證所設計的主動懸架控制器中各個功能模塊的有效性,本文最后進行了基于AMESim仿真軟件和NI設備的硬件功能測試實驗。實驗結果表明,主動懸架硬件控制器中的各個模塊的功能與設計期望相符。
【關鍵詞】：主動懸架 俯仰 側傾 分布式模型預測控制 主動懸架啟動與退出控制 主動懸架硬件控制器
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題的研究背景以及研究目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 主動懸架控制研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 車輛側傾與俯仰控制研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 抑制主動懸架俯仰與側傾運動的DMPC方法16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 七自由度車輛模型建模16-20
• 2.3 主動懸架系統(tǒng)DMPC控制器設計20-25
• 2.3.1 車輛模型分解20-23
• 2.3.2 DMPC控制器設計23-25
• 2.4 主動懸架系統(tǒng)的DMPC控制器仿真驗證25-31
• 2.4.1 坑包路面仿真驗證25-27
• 2.4.2 等級路面仿真驗證27-29
• 2.4.3 veDYNA車輛模型下仿真驗證29-31
• 2.5 本章小結31-32
• 第3章 主動懸架控制策略研究32-51
• 3.1 引言32
• 3.2 主動懸架狀態(tài)估計器設計32-35
• 3.3 主動懸架啟動與退出控制策略35-43
• 3.3.1 車輛行駛狀態(tài)定義36-38
• 3.3.2 車輛行駛狀態(tài)識別38-43
• 3.4 主動懸架啟動與退出控制策略仿真43-50
• 3.4.1 車輛非平穩(wěn)狀態(tài)A識別與懸架啟動與退出控制仿真44-47
• 3.4.2 車輛非平穩(wěn)狀態(tài)B識別仿真47-50
• 3.5 本章小結50-51
• 第4章 主動懸架硬件控制器設計51-68
• 4.1 引言51
• 4.2 主動懸架控制器硬件電路設計51-60
• 4.2.1 主動懸架控制器硬件功能需求分析51-52
• 4.2.2 微控制器模塊設計52-53
• 4.2.3 CAN通信模塊設計53
• 4.2.4 驅(qū)動模塊設計53-55
• 4.2.5 電源模塊設計55-57
• 4.2.6 信號處理模塊設計57-58
• 4.2.7 懸架控制器PCB設計與設計結果58-60
• 4.3 懸架控制器軟件設計60-62
• 4.4 多控制器通信實驗62-63
• 4.5 主動懸架控制器硬件功能測試實驗63-67
• 4.5.1 主動懸架控制器硬件功能測試平臺63-65
• 4.5.2 主動懸架控制器硬件功能測試實驗65-67
• 4.6 本章小結67-68
• 結論68-69
• 參考文獻69-74
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文74-76
• 致謝76

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本文編號：931717