客车电控空气悬架系统控制策略研究

发布时间：2017-12-20 18:11

  本文关键词：客车电控空气悬架系统控制策略研究　出处：《吉林大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：电控空气悬架(ECAS),采用的弹性元件为空气弹簧具有较为理想的刚度特性,同时可以依据车辆行驶状态实现车身高度的调节控制,改善车辆的行驶平顺性、操纵稳定性和行驶通过性。随着汽车技术的发展以及人们对乘坐体验的日益关注,电控空气悬架系统因其优越性在客车上的装配率正在逐步提升,成为未来的发展趋势。然而国内还不具备电控空气悬架系统的研发技术,主要依靠高价从国外引进ECAS系统产品。因此进行电控空气悬架系统关键技术的研究,对提高自主研发能力和推进我国客车行业的技术进步有重要意义。本文结合国家自然科学基金项目“基于驾驶员特性的新型线控转向系统控制机理和评价方法研究”(编号:51575223)和“分布式全线控电动汽车可重构集成控制策略研究”(编号:51505178)。立足于国内电控空气悬架系统的现实需求,基于某款大客车用电控空气悬架系统对其控制策略进行了深入的研究,并进行了应用设计,主要研究内容包括:(1)介绍了空气弹簧的类型和特点;依据目标车型参数和匹配需求进行了空气弹簧的选型,结合其有效作用面积和有效体积特性建立了空气弹簧数学模型;搭建了空气悬架试验台,通过空气弹簧的特性试验对所建立的数学模型进行了对比验证;根据研究需要,结合上述空气弹簧模型建立了空气悬架整车模型,并利用商业软件Trucksim验证了模型的有效性。(2)依据ECAS系统的工作原理,提出了一种分层架构的车身高度控制方法用于ECAS系统的车身高度控制,包括目标高度决策控制和目标高度跟踪控制两层;依据车辆行驶状态,将目标高度决策控制分为车辆启动控制、车辆动态行驶控制和车辆侧跪控制三个模块,并分别进行了模块化设计;综合考虑悬架偏频设计和空气弹簧的高度设计区域确定了空气弹簧的可调标准高度;建立了单组空气弹簧高度调节模型,并设计了PID/PWM控制器以避免目标高度跟踪过程中的“过充”与“过放”现象;针对整车四组空气弹簧的目标高度跟踪提出了三点测量的车身目标高度跟踪控制策略,通过车身标准高度切换控制的模型仿真,对控制策略进行了仿真验证。(3)基于MC9S12DG128单片机进行了ECAS控制器的硬件电路设计和软件程序设计,完成了一款ECAS控制器的开发。(4)利用Matlab/x PC Target技术采用软硬件结合的方式搭建了ECAS控制器硬件在环试验台,分别进行了静态时车身高度上升和下降调节、侧跪工况、颠簸路面行驶工况、高速行驶工况和转向行驶工况下的硬件在环试验,验证了所开发的ECAS控制器功能和控制策略的有效性。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.33

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本文编号：1312921