基于姿态补偿及状态观测的整车半主动悬架控制算法设计
发布时间：2022-08-12 18:55
车辆在行驶过程中,当路面激励过大、急加减速或高速转向时,车身姿态会出现失稳现象,从而导致乘坐舒适性恶化及货物完整性受损。利用半主动悬架进行姿态控制可减小受损程度,但控制所需的反馈信号并非都能利用传感器测得,需建立悬架状态观测器对相关信号进行估计,而半主动悬架会出现阻尼饱和现象,导致悬架参数变化,影响状态观测器的估计精度。为解决上述问题,本文设计了基于姿态补偿及状态观测的整车半主动悬架控制算法,并针对控制参数变化对车辆舒适性与操稳性的影响,划分半主动悬架控制目标,确定不同控制目标的控制参数。本文的主要研究内容包括:首先,构建被控对象动力学模型。根据试验用车底盘相关数据,利用Adams/Car建立整车半主动悬架模型,设置与Simulink联合仿真通信接口。基于磁流变减振器外特性试验数据建立多项式模型,同时,建立基于轮距特性的四轮随机路面以及长坡形凸块路面激励模型,将时域激励转化为空间激励导入Adams中。然后,设计了基于姿态补偿及状态观测的整车半主动悬架控制算法。根据分层架构控制理论设计半主动姿态补偿控制算法,依据磁流变减振器可调阻尼范围设计其控制算法,构建考虑磁流变减振器阻尼饱和的整车悬...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 可调减振器研究概况
1.2.2 半主动悬架控制方法概述
1.2.3 整车姿态控制方法研究概况
1.2.4 悬架状态观测器研究概况
1.3 研究中存在的问题
1.4 本文主要研究内容
第二章 整车半主动悬架系统模型建立
2.1 整车Adams模型建立
2.1.1 Adams/Car模块介绍
2.1.2 关键子系统模型建立
2.1.3 底盘子系统通信设置
2.1.4 Adams-Simulink接口通信设置
2.1.5 整车静平衡分析结果
2.2 磁流变减振器模型建立
2.2.1 磁流变减振器建模方案
2.2.2 磁流变减振器特性试验
2.2.3 磁流变减振器模型建立
2.2.4 磁流变减振器模型性能仿真验证
2.3 路面激励模型建立
2.3.1 基于轮距特性的随机路面模型
2.3.2 长坡形凸块路面模型
2.4 本章小结
第三章 基于姿态补偿及状态观测的半主动悬架控制算法设计
3.1 整车悬架系统控制方案
3.2 半主动姿态补偿控制算法设计
3.2.1 垂向控制算法设计
3.2.2 姿态控制算法设计
3.2.3 整车半主动悬架控制算法设计
3.3 磁流变减振器控制算法设计
3.3.1 磁流变减振器阻尼可调节范围确定
3.3.2 磁流变减振器实际等效阻尼确定
3.3.3 磁流变减振器输入电流确定
3.4 整车半主动悬架状态观测器设计
3.4.1 整车状态描述方程建立
3.4.2 整车状态方程精确离散化
3.4.3 状态观测器估计过程
3.5 整车控制目标划分及参数确定
3.5.1 整车控制目标划分依据
3.5.2 整车控制目标划分结果
3.5.3 控制参数优化算法设计
3.5.4 控制参数优化结果
3.6 本章小结
第四章 半主动悬架控制算法性能仿真验证
4.1 悬架状态观测器性能分析
4.1.1 状态观测器估计精度验证
4.1.2 状态观测器对控制性能影响分析
4.2 整车姿态补偿控制效果分析
4.2.1 垂向运动控制性能分析
4.2.2 整车抗俯仰性能分析
4.2.3 整车抗侧倾性能分析
4.3 各工作模式下整车性能对比分析
4.3.1 不同工作模式下整车性能差异
4.3.2 不同工况下目标划分效果验证
4.4 本章小结
第五章 半主动悬架控制算法硬件在环测试
5.1 硬件在环仿真试验搭建
5.1.1 平台软硬件组成
5.1.2 硬件在环方案设计
5.1.3 硬件在环试验工况设计
5.2 硬件在环试验结果分析
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间参加的科研项目、发表的论文与申请的专利
本文编号：3676417
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 可调减振器研究概况
1.2.2 半主动悬架控制方法概述
1.2.3 整车姿态控制方法研究概况
1.2.4 悬架状态观测器研究概况
1.3 研究中存在的问题
1.4 本文主要研究内容
第二章 整车半主动悬架系统模型建立
2.1 整车Adams模型建立
2.1.1 Adams/Car模块介绍
2.1.2 关键子系统模型建立
2.1.3 底盘子系统通信设置
2.1.4 Adams-Simulink接口通信设置
2.1.5 整车静平衡分析结果
2.2 磁流变减振器模型建立
2.2.1 磁流变减振器建模方案
2.2.2 磁流变减振器特性试验
2.2.3 磁流变减振器模型建立
2.2.4 磁流变减振器模型性能仿真验证
2.3 路面激励模型建立
2.3.1 基于轮距特性的随机路面模型
2.3.2 长坡形凸块路面模型
2.4 本章小结
第三章 基于姿态补偿及状态观测的半主动悬架控制算法设计
3.1 整车悬架系统控制方案
3.2 半主动姿态补偿控制算法设计
3.2.1 垂向控制算法设计
3.2.2 姿态控制算法设计
3.2.3 整车半主动悬架控制算法设计
3.3 磁流变减振器控制算法设计
3.3.1 磁流变减振器阻尼可调节范围确定
3.3.2 磁流变减振器实际等效阻尼确定
3.3.3 磁流变减振器输入电流确定
3.4 整车半主动悬架状态观测器设计
3.4.1 整车状态描述方程建立
3.4.2 整车状态方程精确离散化
3.4.3 状态观测器估计过程
3.5 整车控制目标划分及参数确定
3.5.1 整车控制目标划分依据
3.5.2 整车控制目标划分结果
3.5.3 控制参数优化算法设计
3.5.4 控制参数优化结果
3.6 本章小结
第四章 半主动悬架控制算法性能仿真验证
4.1 悬架状态观测器性能分析
4.1.1 状态观测器估计精度验证
4.1.2 状态观测器对控制性能影响分析
4.2 整车姿态补偿控制效果分析
4.2.1 垂向运动控制性能分析
4.2.2 整车抗俯仰性能分析
4.2.3 整车抗侧倾性能分析
4.3 各工作模式下整车性能对比分析
4.3.1 不同工作模式下整车性能差异
4.3.2 不同工况下目标划分效果验证
4.4 本章小结
第五章 半主动悬架控制算法硬件在环测试
5.1 硬件在环仿真试验搭建
5.1.1 平台软硬件组成
5.1.2 硬件在环方案设计
5.1.3 硬件在环试验工况设计
5.2 硬件在环试验结果分析
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间参加的科研项目、发表的论文与申请的专利
本文编号：3676417
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