商用车驾驶室主动悬置控制系统设计及研究

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驾驶室悬置系统是商用车重要组成部分,在提高乘坐舒适性上发挥着重要作用。目前商用车驾驶室普遍采用全浮式悬置,相对半浮式悬置进一步提高了乘坐舒适性。在国内外对全浮式悬置系统研究中,主要集中在对驾驶室悬置系统结构参数进行匹配优化以降低驾驶室内振动方面。上述研究方法一定程度上改善了驾驶室平顺性,但是当车辆行驶条件变化时,由于悬置元件力学参数不可调,平顺性改善的效果受到限制。主动控制因其能够根据激励情况实时产生控制力以提高平顺性而在乘用车领域得到广泛的研究,但对商用车而言,受成本和能耗的制约,难以通过底盘悬架系统主动控制提高驾驶室平顺性。驾驶室悬置作为振动衰减的下一环节为商用车平顺性主动控制提供了可能性。论文以某商用车为原型,建立包含驾驶室的简化商用车主动悬置数学模型,该模型全面考虑了底盘,驾驶室各方向振动,较好验证了所设计智能控制算法对驾驶室垂直、俯仰、侧倾方向的控制作用。根据所建立的包含驾驶室的商用车主动悬置数学模型,从整车角度出发对驾驶室各方向振动进行全面考虑,以全面降低驾驶室振动,提高驾驶平顺性为目标,设计符合商用车驾驶室振动特点的控制系统。论文针对商用车驾驶室悬置结构特点深入研究了能全面降低驾驶室垂直、俯仰、侧倾振动的智能控制算法。设计了以PID控制、模糊控制、自适应控制为基础的驾驶室主动悬置智能控制算法,以积分白噪声随机路面输入作为激励进行振动仿真,对商用车驾驶室主动悬置系统在Simulink仿真环境中进行仿真研究,得到驾驶室质心各个方向的时域动态响应。通过对比,分析了上述智能控制算法在驾驶室控制的性能特点。通过仿真结果对比,采用基于自适应控制算法的驾驶室主动悬置控制系统控制性能更优,能够较大降低驾驶室内各向振动,提高行驶平顺性。本文为驾驶室悬置主动控制提供了基本思路,同时为主动悬置的实验研究提供理论支撑。
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