基于车前地形的三轴车辆全主动悬挂系统控制方法研究

发布时间：2023-04-28 23:03

　　悬挂系统是车辆底盘中的重要组件,其性能对车辆的车身稳定性和行驶平顺性有重要影响。现有的应急救援车辆大多采用被动悬挂,难以满足高速越野行驶的要求,相比之下,有能量输入、可闭环控制的全主动悬挂系统能根据车前地形实时调节悬挂参数,使车辆在复杂的路面环境下保持良好的运行状态。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”(编号2016YFC0802902),以提高三轴应急救援车辆高速越野工况下的车身稳定性、行驶平顺性为目标,研究基于车前地形的三轴车辆全主动悬挂系统控制方法。全文主要工作如下:(1)为提高悬挂作动器的位移跟踪精度,设计了一种输入顺馈补偿、干扰前馈补偿与闭环反馈结合的复合控制方法。通过仿真和台架试验验证了这种复合控制器的有效性,为后续车辆全主动悬挂系统中作动器的位移控制奠定基础。(2)提出了一种基于车身位姿轨迹规划的全主动悬挂系统控制方法。利用已知的车前地形高程信息,根据悬挂系统控制目标和约束条件,实时规划由三次B样条参数化的车身位姿轨迹,同时解算相应的悬挂作动器伸长量,并在相应时刻到来时,通过控制各作动器的伸缩对车辆位姿进行调节控制。(...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 三轴车辆悬挂系统概述
        1.2.1 三轴车辆悬挂系统的性能要求
        1.2.2 三轴车辆悬挂的种类
    1.3 主动悬挂系统控制研究现状
        1.3.1 主动悬挂系统控制理论研究现状
        1.3.2 基于车前地形的悬挂控制方法研究现状
    1.4 主动悬挂系统控制研究中存在的问题
    1.5 本文主要研究内容
第2章 全主动悬挂作动器位移伺服控制
    2.1 引言
    2.2 全主动悬挂系统及液压作动器建模
        2.2.1 1/6车辆全主动悬挂系统建模
        2.2.2 悬挂作动器建模
        2.2.3 悬挂系统线性化效果验证
    2.3 复合控制器设计
    2.4 复合控制器仿真分析
    2.5 悬挂作动器位移伺服控制试验
        2.5.1 试验系统总体方案
        2.5.2 试验装置与设备
        2.5.3 试验结果与分析
    2.6 本章小结
第3章 基于车前地形的全主动悬挂系统控制方法设计
    3.1 引言
    3.2 基于车身位姿轨迹规划的全主动悬挂系统控制方案
    3.3 基于车前地形的车身位姿轨迹规划策略
        3.3.1 基于B样条曲线的轨迹参数化
        3.3.2 基于动力学模型的轨迹优化原理
        3.3.3 车身位姿轨迹的实时生成策略
    3.4 全主动悬挂系统最优控制
    3.5 本章小结
第4章 基于轨迹规划的1/6车辆全主动悬挂系统控制
    4.1 1/6车辆全主动悬挂系统状态空间方程建立
    4.2 利用参数化轨迹表示系统输出
    4.3 1/6车辆全主动悬挂系统的控制目标及约束条件
    4.4 基于车前地形的轨迹规划仿真
        4.4.1 基于包块路面的仿真分析
        4.4.2 基于随机不平路面的仿真分析
    4.5 本章小结
第5章 基于车身位姿轨迹规划的整车全主动悬挂系统控制
    5.1 整车九自由度全主动悬挂系统建模
    5.2 三轴车辆载荷分配计算
    5.3 整车模型逆向化
    5.4 整车全主动悬挂系统的控制目标及约束条件
    5.5 基于车前地形的车身位姿轨迹规划仿真
        5.5.1 基于包块路面的仿真分析
        5.5.2 基于随机不平路面的仿真分析
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢



本文编号：3804663