高機(jī)動應(yīng)急救援車輛為了提高應(yīng)急救援的工作效率,需要保證車輛行駛在不同等級的路面上依然保持車身位姿穩(wěn)定,通過控制主動懸架伸縮可以使車身作為一個(gè)慣性穩(wěn)定平臺,保障應(yīng)急救援車輛在行進(jìn)中也可以實(shí)施救援任務(wù)。本文依托于國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題“高機(jī)動應(yīng)急救援車輛（含消防車輛）專用底盤及懸掛關(guān)鍵技術(shù)研究”（項(xiàng)目編號:2016YFC0802902）,將MEMS慣性技術(shù)應(yīng)用到三軸特種車輛主動懸架系統(tǒng)的位姿調(diào)控中。對MEMS陀螺儀的數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行理論研究,設(shè)計(jì)適用于主動懸架系統(tǒng)的改進(jìn)天棚控制器和線性自抗擾控制器,抑制車輛在行駛時(shí)由于干擾所引起的車身垂向運(yùn)動、側(cè)傾及俯仰運(yùn)動。本文首先提出了一種基于時(shí)間序列的陀螺儀隨機(jī)漂移誤差建模方法,并通過卡爾曼濾波對數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差修正。然后根據(jù)主動懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析和合理簡化,對三軸車輛被動懸架系統(tǒng)和主動懸架系統(tǒng)進(jìn)行動力學(xué)建模和研究分析。提出了一種改進(jìn)的天棚阻尼控制策略與一種基于線性自抗擾技術(shù)的車身位姿穩(wěn)定性控制策略。為了對設(shè)計(jì)的主動懸架系統(tǒng)控制器進(jìn)行驗(yàn)證,本文利用MATLAB/Simulink環(huán)境,進(jìn)行了C級隨機(jī)路面激勵下的主被動懸架系統(tǒng)的仿真分析。然后利用試驗(yàn)樣車,進(jìn)行... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

懸架裝置結(jié)構(gòu)簡圖

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文4圖1-3奔馳空氣懸架系統(tǒng)示意圖在特種車輛應(yīng)用方面，由于高速穩(wěn)定行駛和多路面適應(yīng)性的需求，所以對主動懸架的應(yīng)用更為迫切。早在20世紀(jì)70年代，英國就已經(jīng)在“蝎”式輕型坦克上試驗(yàn)安裝了液壓主動懸架系統(tǒng)。1992年10月蓮花(Lotus)公司、美國陸軍坦克自動車司令部和大陸汽車公司組成聯(lián)合小組，并且在Hummer“蜂鳥”輪式車上安裝了簡化版的主動懸架系統(tǒng)，使車輛行駛在崎嶇不平路面上的行駛速度有效提高了[10]。2003年7月，在長春汽博會上展示了一輛配有獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)的LTY2021高機(jī)動性越野現(xiàn)役軍車，具有優(yōu)良的通過性和越野性[11]。在理論研究方面，D.A.Crosby和D.C.Kamopp于1974年提出了半主動懸架的概念并提出了著名的天棚控制策略[12]。1976年，Kamopp又將最優(yōu)控制理論理論應(yīng)用于主動懸架中，并在之后將車輛的數(shù)學(xué)模型由二自由度擴(kuò)充到四自由度，為后續(xù)的主動懸架控制理論研究奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)[13]。由于我國汽車工業(yè)起步較晚，理論較為羸弱。20世紀(jì)80年代中期開始，部分大型車企和上海交通大學(xué)、北京理工大學(xué)、清華大學(xué)、吉林大學(xué)等高校都開展了主動懸架的研究開發(fā)工作，并取得卓越的成果，但是目前對于主動懸架系統(tǒng)的研究工作依然處于理論研究和試驗(yàn)測試階段。1.2.2主動懸架常用控制策略主動懸架的控制理論研究是主動懸架理論系統(tǒng)的重要一環(huán)，主動懸架控制策略的正確選擇可以有效地提高主動懸架車輛的性能。目前主動懸架的控制理論研究主要有經(jīng)典現(xiàn)代控制策略(PID控制、天棚控制、最優(yōu)控制、自抗擾控制等)和智能控制

第1章緒論7(4)模糊控制主動懸架系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，想要實(shí)現(xiàn)主動懸架系統(tǒng)的精確建模幾乎是不可能的。有很多常規(guī)的控制策略都是基于精確模型的，模糊控制很好的解決了這個(gè)問題，有效避免了系統(tǒng)建模不精確帶來的影響。模糊邏輯的概念首先是由美國自動化專家L.AZdahe于20世紀(jì)60年代提出的。20世紀(jì)90年代初，模糊控制開始應(yīng)用于主動懸架控制策略。模糊控制的基本原理框圖如圖1-6所示。圖1-6模糊控制原理圖模糊控制系統(tǒng)具有魯棒性強(qiáng)、不依賴于精確模型等優(yōu)點(diǎn)，但是模糊控制規(guī)則、隸屬度函數(shù)、模糊推理機(jī)制等的確定往往依賴于專家的經(jīng)驗(yàn)。對于不同的系統(tǒng)其專家經(jīng)驗(yàn)也并不一定完備，這使得模糊控制器的設(shè)計(jì)難度大大增加。有很多學(xué)者通過智能算法和模糊控制的相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了模糊控制器的優(yōu)化。2016年，趙丁選教授在整車模型基礎(chǔ)上加入了閥控非對稱液壓缸的動力學(xué)模型，并通過主動懸架系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了變論域模糊控制器，有效地改善了車輛的行駛平順性[23]。嚴(yán)天一提出了一種應(yīng)用于1/2半主動懸架的模糊混合控制器，通過粒子群算法對隸屬度函數(shù)和模糊控制規(guī)則進(jìn)行優(yōu)化，改善了懸架系統(tǒng)的綜合性能[24]。(5)自抗擾控制自抗擾控制技術(shù)是由我國著名的系統(tǒng)與控制專家韓京清研究員于1988年提出的，為現(xiàn)代控制理論的工程應(yīng)用開辟了一條新的途徑[25]。自抗擾控制技術(shù)通過分析傳統(tǒng)PID原理的優(yōu)缺點(diǎn)，運(yùn)用非線性機(jī)制同時(shí)結(jié)合最優(yōu)控制理論而開發(fā)出來的一種具有跟蹤微分器(TD)、非線性控制器(NPID)、擴(kuò)張狀態(tài)觀測器(ESO)等特殊功能的環(huán)節(jié)，從而形成的一種控制技術(shù)。其主要特點(diǎn)是根據(jù)被控對象的輸入和輸出來實(shí)時(shí)估計(jì)出系統(tǒng)的總擾動，之后通過誤差補(bǔ)償來消除總擾動對系統(tǒng)造成的影響。自抗擾技術(shù)具有不依賴于精確的控制對象模型、易整定、魯棒?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]汽車懸架系統(tǒng)仿真分析開發(fā)平臺的構(gòu)建[D]. 陸建輝.江蘇大學(xué) 2017
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碩士論文
[1]三軸車輛主動懸架RBF滑模變結(jié)構(gòu)控制方法與仿真研究[D]. 韓暢銘.吉林大學(xué) 2018
[2]基于平順性的礦用車油氣懸架系統(tǒng)研究[D]. 張迪.江蘇大學(xué) 2016
[3]電液伺服控制主動懸架控制策略研究[D]. 李元鵬.吉林大學(xué) 2015
[4]MEMS陀螺儀隨機(jī)漂移誤差補(bǔ)償技術(shù)的研究[D]. 霍元正.東南大學(xué) 2015
[5]基于主動油氣懸架的車輛姿態(tài)控制研究[D]. 柯歡歡.北京理工大學(xué) 2015
[6]基于慣性調(diào)控的主動懸架技術(shù)研究[D]. 李力.吉林大學(xué) 2011
[7]基于油氣懸架的車身姿態(tài)控制[D]. 黃金鳳.吉林大學(xué) 2007



本文編號：3252963