【摘 要】
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为满足救灾抢险的任务需求,应急救援车辆需要在复杂路况下保持高机动性和高可靠性,对悬架系统的性能有着更高的要求。相比于传统的被动悬架系统,主动悬架系统增加了可控制作动力的装置,能够根据控制策略的要求实时调节悬架参数,有利于提高车辆的行驶平顺性。本文结合国家重点研发计划项目课题“高机动性应急救援车辆(含消防车辆)专用底盘及悬挂关键技术研究”(项目编号:2016YFC0802902),以提高多轴应急救援
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为满足救灾抢险的任务需求,应急救援车辆需要在复杂路况下保持高机动性和高可靠性,对悬架系统的性能有着更高的要求。相比于传统的被动悬架系统,主动悬架系统增加了可控制作动力的装置,能够根据控制策略的要求实时调节悬架参数,有利于提高车辆的行驶平顺性。本文结合国家重点研发计划项目课题“高机动性应急救援车辆(含消防车辆)专用底盘及悬挂关键技术研究”(项目编号:2016YFC0802902),以提高多轴应急救援车辆的行驶平顺性为目标,对液压作动器控制方法和主动悬架系统控制策略展开研究。本文主要研究工作如下:考虑主动悬架系统的参数时变性、外界干扰、模型非线性和作动器输出饱和等实际问题,建立了六分之一车辆主动悬架系统动力学模型。根据滑模控制理论设计滑模控制律,并结合自适应控制理论和模糊系统的逼近特性对滑模控制律中的未知参数进行实时估计,设计了主动悬架自适应模糊滑模控制器,并通过建立抗饱和动态辅助系统,减小了作动器输出饱和对悬架系统的不利影响。建立了主动悬架液压作动器动力学模型,并设计了分数阶PID控制器以更好实现液压作动器的力跟踪控制。应用天牛须搜索算法对分数阶PID控制器的参数进行了优化。通过仿真验证了该方法能够有效减小主动悬架液压作动器的力跟踪误差。设计了整车主动悬架系统控制器。利用自适应模糊滑模控制算法,分别设计了垂向运动控制器、俯仰运动控制器和侧倾运动控制器。通过仿真验证了所设计的控制器在解决作动器输出饱和问题的基础上,有效降低了车辆的垂向加速度、俯仰角加速度和侧倾角加速度均方根值,提高了车辆的行驶平顺性。
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