三轴车辆主动悬架RBF滑模变结构控制方法与仿真研究

发布时间：2020-06-13 17:50

【摘要】：随着科技的发展,多轴汽车在货物运输和设施建设方面起着越来越重要的作用。由于其行驶环境较为恶劣,多轴汽车的越野性能和行驶平顺性受到人们的关注。悬架系统是车辆中的一个重要组成部分,它会影响着车辆前述性能的好坏,因此,三轴车辆主动悬架系统与其控制方法的研究具有重要意义。本文结合国家重点研发计划课题“高机动应急救援车辆(含消防车辆)专用底盘及悬挂关键技术研究”(项目编号:2016YFC0802902),以提高三轴车辆的行驶平顺性为目的,设计主动悬架系统的滑模变结构控制器和RBF滑模变结构控制器,对基于三轴车辆整车主动悬架进行控制方法与仿真研究。本文首先概述了悬架系统及其控制方法的研究概况和发展趋势,提出了本文的研究目的和研究内容;其次,建立了随机路面激励模型,根据三轴车辆整车九自由度悬架系统的物理模型,建立了三轴车辆的主、被悬架系统的状态方程和基于天棚阻尼的整车参考模型,并给出了悬架系统的性能评价指标;再次,建立了基于参考模型的误差动力学模型,根据此误差动力学模型,设计了三轴车辆的主动悬架系统的滑模变结构控制器;然后,为了更加有效地减弱滑模的抖动,选取RBF神经网络对滑模变结构控制进行优化;最后,在MATLAB/Simulink中建立了三轴车辆的被动悬架系统模型、基于滑模变结构控制的主动悬架系统模型和基于RBF神经网络优化滑模变结构控制的主动悬架系统模型,以三轴车辆的车身垂向、俯仰和侧倾加速度、悬架动行程和轮胎动变形这几个参量作为研究参量,在本文研究的两种控制方法下,分别对主动悬架系统分别与被动悬架系统作对比分析。仿真结果表明,这两种控制方法均能提高三轴车辆的稳定性,并且有效地改善了三轴车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性。
【图文】：

示意图,车辆悬架,示意图,悬架系统

第 1 章绪论为了解决这些问题，悬架系统采用弹性元件，使得车身或一种具有弹性的连接方式，以缓和冲击力。但是在这种情种振动也会引起驾驶员感到不舒适，因此，悬架系统同时悬架系统采用的弹性单元产生的振动以及路面产生的振动的是，悬架系统只要能够产生上述的作用，并不是全都要，例如钢板弹簧，不仅起缓和冲击的作用，而且由于钢板也可作为减振器，具有一定的减振作用。

九自由度,被动悬架,整车,动力学模型

图 2.1 基于被动悬架的整车九自由度动力学模型这个物理模型共有九个自由度，包括车身沿着 Z 轴方向的垂向运动，车身沿着 X 轴方向的侧倾运动，车身沿着 Y 轴方向的俯仰运动，，以及六个非簧载质量沿着 Z 轴方向的垂向运动。图中相关参数如表 2.2 和表 2.3 所示。表 2.2 整车九自由度模型系统参数参数(i=1,2,3,4,5,6)物理意义单位参数(i=1,2,3,4,5,6)物理意义单位车身质量 kg 轮胎刚度 N/m 车轮质量 kg a 前轴到车身质心的距离 m 俯仰转动惯量 kg·m2b 中轴到车身质心的距离 m 侧倾转动惯量 kg·m2c 后轴到车身质心的距离 m
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.33

【参考文献】