【摘 要】
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随着人们对乘坐舒适性的要求越来越高,以及基于当前国内的交通运输国情,电控空气悬架系统因其可控性和道路友好性等优点在客车上的配备率日渐提高,已成为未来交通运输车辆配置的不二之选。然而就目前国内ECAS市场来看,尚未具备一家完全掌握自主开发技术的企业,所配备的ECAS产品及相关核心构件有很大一部分依赖于进口。因此对其进行相关理论研究和控制性能实验分析,对于国内尽快摆脱技术引进、推进技术发展、实现自主研
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随着人们对乘坐舒适性的要求越来越高,以及基于当前国内的交通运输国情,电控空气悬架系统因其可控性和道路友好性等优点在客车上的配备率日渐提高,已成为未来交通运输车辆配置的不二之选。然而就目前国内ECAS市场来看,尚未具备一家完全掌握自主开发技术的企业,所配备的ECAS产品及相关核心构件有很大一部分依赖于进口。因此对其进行相关理论研究和控制性能实验分析,对于国内尽快摆脱技术引进、推进技术发展、实现自主研发具有一定的工程实践意义。本文以客车ECAS车高调节系统为研究对象,结合相关路面识别理论,基于整车ECAS系统的控制要求对整车控制展开了深入的理论研究,主要研究内容如下:（1）整车ECAS车高调节系统非线性动态建模。基于变质量充放气系统的热力学理论和流体力学理论建立空气弹簧非线性数学模型、电磁阀气体流量质量特性的非线性数学模型、管路模型。在此基础上,进一步结合整车ECAS七自由度动力学模型完成整车ECAS车高调节系统非线性模型的建立,为后续整车模型线性化及MLD模型的建立提供理论参考。（2）整车ECAS系统混杂动态建模。在非线性模型的基础上对整车ECAS车高调节系统进行模型近似线性化,并验证线性模型的误差程度。介绍混杂系统理论,对车高调节系统的混杂状态进行分析,依据连续动态过程和离散事件之间的耦合约束关系,在线性模型的基础上建立混杂系统MLD模型。（3）路面等级识别。考虑空气悬架的外界激励源—路面激励在悬架控制中对于提高悬架综合性能的重要性,设计构建路面等级识别控制器。以车辆行驶速度、车身垂直加速度、悬架动行程作为控制器输入变量,采用BP神经网络控制算法来训练数据,基于车辆动态响应逆向输出路面等级信息,实现道路信息识别。（4）整车ECAS车高调节系统控制器设计及仿真试验。分析整车车高调节过程常出现的控制问题,以车身高度调节的准确跟踪为控制目标,基于模型预测控制算法理论进行整车ECAS车高调节控制器设计。车身高度动态控制分为两部分:基于误差带识别建立电磁阀控制器;基于混杂模型预测控制建立磁流变阻尼力控制器。最后,针对整车车身高度在动静状态下的运动特性,结合电磁阀控制策略及磁流变阻尼力控制策略进行协调控制,在Matlab/Simulink中分别对静态工况和动态工况下的控制效果进行仿真分析。
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