基于全地形车磁流变悬架的鲁棒控制研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lixuelei19890117
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
全地形车是针对恶劣环境和复杂地域设计的特种车辆,具有快速、机动和灵活的特性,在人员输送、装备和后勤物资保障等方面发挥着重要作用。现有全地形车悬架大多采用弹簧和阻尼器并联的独立悬架结构,由于性能参数固定,不能适应载荷和行驶工况的变化,其越野性能不能满足作战需求。以磁流变材料为基础的智能悬架系统具有阻尼连续可控、响应速度快、能耗低等优点,能根据复杂路面的变化自适应地衰减路面传递到车身/人体的振动,成为全地形车悬架系统发展的重要方向。
  全地形车磁流变悬架控制系统研究尚处于起步阶段,在实际应用中还存在信息获取、系统参数不确定性、执行器时滞等亟待解决的问题:一是行驶工况复杂导致姿态辨识困难和传感器存在噪声或异常导致姿态误判;二是装载质量与出行任务相关和磁流变阻尼器阻尼系数随其速度变化导致系统模型中存在参数不确定性;三是控制系统中存在由磁流变阻尼器力值响应引起的执行器时滞,该时滞的存在会降低甚至恶化设计控制器的控制性能。论文针对以上三个主要问题开展研究,主要内容如下:
  ①分别建立了基于车辆动力学的整车非线性化模型和基于实车试验数据的Carsim整车非线性模型,根据全地形车在越野路面行驶时的姿态变化范围,确定了整车非线性化模型的线性化条件;基于相关分析法研究线性误差对线性化模型的影响,讨论了全地形车磁流变悬架线性模型的不确定参数来源及其范围。
  ②针对全地形车在越野路面上不同运动模态的高耦合导致行驶工况辨识困难的问题,提出了一种基于多传感器信息融合技术来实现行驶工况的辨识。采用改进的距离评估法确定了与行驶工况相关联的各类特征传感器及特征值,并设计了辨识规则。针对传感器信号存在噪声和异常值等不确定因素,采用D-S合成规则对基于特征层融合方法的辨识结果进一步融合,并基于可行区间的决策规则得到辨识结果。在此基础上利用Carsim整车仿真平台,对基于特征层融合的辨识方法和基于D-S证据理论的辨识方法进行了比较分析。
  ③针对全地形车整车动力学线性模型中存在磁流变阻尼器粘滞阻尼系数和车身装载质量的参数不确定性问题,采用范数有界不确定模型对不确定参数进行建模,以悬架系统时域硬约束条件和系统H?性能指标为目标,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术设计了一种基于状态反馈的鲁棒H?控制器,保证在参数摄动和扰动未知有界的情况下系统H?性能小于给定值;同时针对控制器中部分状态不可测,设计了一种H?观测器进行状态预估,解决了传统观测器的观测精度受模型参数不确定和扰动影响的问题。最后通过Matlab/Simulink仿真验证所提算法的控制效果。
  ④考虑全地形车磁流变悬架控制系统的执行器时滞问题,将全地形车磁流变系统等价为一个具有有界不确定参数的时滞系统。为了降低设计控制器的保守性,基于Lyapunov-Krasovskii稳定性理论得到了时滞不确定系统的时滞依赖稳定性条件,利用线性矩阵不等式技术将其转换为凸优化约束问题进行求解,获得控制器的控制增益。同时针对该时滞不确定系统,设计了一种H?观测器,使得其对所有的可容许的不确定参数和时滞,均具有良好的观测性。最后通过Matlab/Simulink仿真验证所提算法的控制效果。
  ⑤搭建了全地形车磁流变悬架硬件控制系统,编写了鲁棒时滞H?控制器的软件代码,开展了含簧载质量参数不确定和磁流变阻尼器时滞的实车道路控制试验研究,验证了论文所提出的鲁棒时滞H?算法的实时控制效果。
  该论文的研究对推动磁流变技术在全地形车等军用车辆中的应用具有重要的理论指导意义和实际参考价值。
其他文献
摘要:群体性纠纷是近年困扰我国各级政府的一大难题,虽然很多群体性纠纷最终得到了化解,但是却历经很多周折,面对化解群体性纠纷存在的诸多困境,必须寻找有效的应对策略,减少群体性纠纷的发生,提高化解纠纷的效率。  关键词:群体性纠纷;困境;应对策略  中图分类号:C913 文献标志码:A文章编号:1673-291X(2011)08-0208-04    随着改革开放的不断深入,中国社会已进入转型时期,各
期刊
摘要:加强和改进社区党建,成为时代赋予党的基层组织建设的新课题。临洮县各级党组织主动适应经济社会发展和群众利益格局的新变化,高度重视社区党建工作,但在工作中也存在着一些不容忽视的问题。结合临洮县洮阳镇社区党建工作实际,要把社区党建作为重要的基础工程来抓,加强优秀共产党员先进事迹的报道力度,把服务群众的工作做深做细,不断探索和创新服务群众的有效途径,切实提高为群众服务的能力和水平;要不断增强党组织的
期刊
随着图像处理技术的不断发展,目标检测与语义分割逐渐成为研究的重点对象。室内场景与人类生活息息相关,因此室内场景下目标检测与分割具有重要的研究意义和现实应用前景。在目标检测与语义分割研究中,结合彩色和深度图像能更全面地整合场景中有效信息,具有一定优势。因此,本文从深度估计和多尺度特征融合角度出发,开展了室内场景下目标检测与语义分割的相关研究,主要研究内容如下:
  在深度估计方面,针对立体匹配中不适定区域难以找到精确匹配点的问题,提出一种融合多尺度局部特征与深度特征的立体匹配方法。其中,特征融合阶段主
摘要:海德格尔认为现代科技起源于形而上学思维。然而海德格尔始终未能道说出技术背后的资本巨人,导致其对技术座驾的批判“雷声大,雨点小”。但他对技术本质的追问却又为我们开启了一个呼唤人性化技术的新时代。  关键词:形而上学;技术;资本;海德格尔;马克思  中图分类号:B081 文献标志码:A文章编号:1673-291X(2011)08-01192-02    由于海德格尔未能道说出技术背后的资本巨人,
期刊
摘要:对云南省五所高校大学生学费问题问卷调查结果表明,当前大学生的整体缴费率不高,户籍之间、城乡之间、个体之间学生缴费差异很大。学生的来源、学生缴费的心态及学校的收费政策是形成这些差异的根本原因。  关键词:大学生;缴费;教育成本;教育收费  中图分类号:G526.7 文献标志码:A文章编号:1673-291X(2011)08-0238-02    近年来,我国高校本科教育成本和教育收费呈现出不断
期刊
摘要:如何改善现有高校理论课枯燥乏味和灌输式教学的现状呢?通过讨论“以教师为中心”的师本教育与“以学生为中心”的生本教育之间的关系,认为我国高校理论课的教学应当立足于现实,在师本教育的基础上,尽量多地融入“以学生为中心”的教学方法。“以学生为中心”,即是在以往灌输式教学过程中融入研究式教学、启发式教学和理论实践相结合等方式,以提高学生的自主性、积极性和创造性。  关键词:理论课;研究式教学;启发式
期刊
声音污染不仅让人心烦、睡眠不好,甚至还会引发心脏疾病。基于声学参量阵的声频定向系统能够像激光一样让声波具有方向性,将需要传播的声音信号与超声载波信号进行调制,调制后的信号在空气介质中能够自解调出具有高指向性的可听声音信号,从而为人们提供相对独立、安静的环境。本文在声学参量阵理论基础上,对声频定向系统差频声场模型、预处理算法、换能器阵列以及样机软硬件设计等关键技术具体分析,并利用搭建的测试平台论证该系统的性能参数,对于声频定向系统的进一步应用具有一定的理论参考价值和实践意义。
  本文首先设计了声频定
随着“中国制造2025”战略的推进和物联网应用的发展,传感技术得到了亘古未有的重视,更迎来了千载难逢的发展机遇。基于微纳加工工艺的新型生物、气体和光学等智能传感是当前传感技术研究的重点。超材料是一类具备自然界中天然材料所不具有的超常物理性能的人工复合材料,基于超材料的传感技术具备小型化、灵敏度高、结构简单和灵活度高等优势,在生物、气体和光学领域展现出广阔的应用前景,符合当前传感技术的发展趋势。
  论文面对“中国制造2025”和物联网对新型生物、气体和光学等智能传感的需求,从微波、太赫兹和红外光学三
据世界卫生组织统计,心血管疾病所导致的死亡率占所有死亡原因的首位,已经成为人类健康的“头号杀手”。面对心血管疾病的威胁,人们从最初的全力“治已病”转向聚焦“治未病”,做到早发现、早预防、早治疗。由于脉搏波蕴含着丰富的与人体心血管系统健康状况相关的信息,对其进行实时连续监测,能够及早发现心血管系统的异常,并及时预防或就医,避免重大病情的发生。目前临床常用的检测生理参数的医疗设备(动脉硬化检测仪、医疗心电监护仪等)测量准确度较高,但由于体积庞大、操作复杂等各种条件限制,通常不能实现便携式人体生理参数的监测。近
摘要:高校开设《思想道德修养与法律基础》课的法治教育部分,应在有限的课时展开对学生法律素养的培植。法律素养的培育以法律认知、法律情感、法律信仰为基本要素,而法律素养的最终形成离不开一定的道德观念为底蕴。  关键词:《思想道德修养与法律基础》;法律素养;高校  中图分类号:G41 文献标志码:A文章编号:1673-291X(2011)08-0244-02    一、《思想道德修养与法律基础》课的法治
期刊