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在抢险救灾过程中,应急救援车辆时常需要在复杂恶劣的路面上行驶,由于应急救援车辆作用的特殊性,使其对车辆行驶平顺性具有较高的要求。通过在应急救援车辆上安装主动悬架系统,可以达到提升车辆行驶平顺性的目的。主动悬架系统的控制策略在很大程度上影响着主动悬架系统的性能,因此有必要对其进行研究。本文结合国家重点研发计划“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”(2016YFC0802902),对三轴应急救援车辆主动悬架系统控制策略进行研究。引入悬架系统双环控制思想,设计外环控制器用于根据车身状态计算作动器需要输出的目标作动力,以消除路面扰动对车身的影响;设计内环控制器用于控制主动悬架电液伺服作动器快速准确地输出目标作动力,提升悬架系统的性能。本文内容可概括如下:(1)建立了路面与车辆模型。推导建立了随机路面激励模型;给出车辆悬架系统的性能评价指标;依据悬架系统性能评价指标与平顺性要求,对三轴整车模型进行简化,建立了三轴9自由度整车动力学模型,推导了整车主、被动悬架系统状态空间表达式。(2)设计了基于卡尔曼滤波的模型预测控制器作为悬架系统的外环控制器。针对整车模型设计了卡尔曼滤波器对车辆状态进行最优估计;根据模型预测控制理论设计了悬架系统模型预测控制器(MPC);构建了基于卡尔曼滤波的主动悬架模型预测控制器,用以提升车辆行驶的平顺性与操纵稳定性。(3)设计了线性自抗扰控制器作为悬架系统的内环控制器。建立了电液伺服主动悬架作动器非线性模型;设计了线性自抗扰控制器(LADRC)对悬架作动器进行控制,以使得悬架作动器能够准确快速地输出目标作动力,提升悬架系统的性能。(4)分别对内、外环控制器进行仿真与分析得到,LADRC控制的悬架作动器能够准确快速地输出作动力,其响应速度快,跟踪性能良好;相比于被动悬架与LQR控制的主动悬架,MPC控制的主动悬架能够较好地提升车辆行驶的平顺性与操纵稳定性,同时可以有效避免悬架行程饱和。