三轴应急救援车辆主动悬挂解耦控制研究

发布时间：2023-10-31 19:07

　　作为一个幅员辽阔的超级大国,我国的地质情况复杂,各种地质灾害种类齐全且多发;由于一些经常发生灾害的偏远地区的基础建设情况不太完善,给应急救援车辆提出了较高的要求。为了保证车辆在复杂的路况下能够拥有较高的平顺性,急需一种新型的主动悬挂应急救援车辆,三轴车辆的主动悬挂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),为了提高三轴应急救援车辆的平顺性和操纵稳定性,设计主动悬挂系统的解耦控制器。本文的主要研究内容包括:首先,简单概述了悬挂系统的各种分类及其相关国内外研究现状,提出了本文的主要研究内容;其次,建立了三轴应急救援车辆的互联油气悬挂系统的模型,进行了蓄能器、阻尼孔、液压缸的相关计算;再次建立了悬挂的相关动力学公式和状态方程,进行了微分几何算法的相关介绍和计算,根据解耦之后的方程利用LQR方法,计算得到控制器的控制参数;然后,在软件MATLAB/Simulink中建立相关的路面激励模型、被动油气悬挂模型、相关的互联油气悬挂模型、基于微分几何解耦的主动悬挂模型,后进行仿真,着重...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题背景及研究的意义
        1.1.3 悬挂的分类
    1.2 连通式油气悬挂研究现状
        1.2.1 国内连通式油气悬挂研究现状
        1.2.2 国外连通式油气悬挂研究现状
    1.3 主动悬挂研究现状
        1.3.1 国外主动悬挂研究现状
        1.3.2 国内主动悬挂研究现状
    1.4 本文的主要研究内容
    1.5 本章小结
第2章 三轴互联油气悬挂系统研究
    2.1 三轴混合型互联油气悬挂
        2.1.1 互联油气悬挂抗侧倾分析
        2.1.2 互联油气悬挂抗俯仰分析
    2.2 三轴互联油气悬挂数学模型
        2.2.1 互联油气悬挂动力学模型
        2.2.2 互联油气悬挂液压系统建模
    2.3 本章小结
第3章 主动悬挂解耦控制器研究
    3.1 主动悬挂油路介绍
    3.2 微分几何基本概念
        3.2.1 向量场
        3.2.2 李导数
        3.2.3 李括号
        3.2.4 MIMO系统的相对阶
    3.3 线性化理论性
    3.4 线性二次型最优控制理论
    3.5 主动悬挂微分几何解耦
        3.5.1 整车悬挂系统的状态状态方程
        3.5.2 微分几何解耦矩阵的求解
    3.6 线性二次型最优控制器的计算
    3.7 本章小结
第4章 悬挂仿真与分析
    4.1 车辆行驶平顺性
        4.1.1 可评价方法
    4.2 随机路面激励模型
        4.2.1 单轮随机路面激励模型
        4.2.2 左右轮随机路面激励模型
        4.2.3 前后轮随机路面激励模型
    4.3 Simulink仿真
    4.4 互联油气悬挂和主动悬挂对比分析
        4.4.1 三轴互联油气悬挂仿真模型
        4.4.2 主动悬挂仿真模型
    4.5 本仿真结果与分析
        4.5.1 脉冲信号激励下车辆平顺性分析
        4.5.2 随机路面激励下车辆平顺性分析
    4.6 本章小结
第5章 三轴应急救援车辆试验研究
    5.1 试液压缸的试验
        5.1.1 单缸悬挂系统台介绍
        5.1.2 机路面激励下车辆平顺性分析
    5.2 试验样车设计
    5.3 路面试验结果
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3859311