本文選題：油氣懸架 + 自動調(diào)平　； 參考：《北京理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：油氣懸架因其良好的非線性及較高的承載能力,越來越多的裝備在軍用車輛、大型載重車輛、高級越野車輛及少量轎車上。而油氣懸架的另一大優(yōu)勢是可以利用液壓缸及配套設(shè)備,實現(xiàn)調(diào)節(jié)車身姿態(tài)控制車身高度的目的。以自適應(yīng)backstepping控制理論與滑模控制理論為基礎(chǔ),以車身的自動調(diào)平為目的,分別以傳統(tǒng)單輪懸架系統(tǒng)、單輪油氣懸架系統(tǒng)及整車懸架系統(tǒng)為對象,設(shè)計滿足控制目標的控制策略,使其滿足在不同路面干擾及控制系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)不確定的情況下,實現(xiàn)車身的自動調(diào)平控制,并對其進行數(shù)字仿真,分析調(diào)節(jié)過程中內(nèi)部變量的詳細變化曲線,得出控制策略的優(yōu)劣。建立了單輪懸架系統(tǒng)模型,利用backstepping控制算法實現(xiàn)了對車身高度的控制。控制策略中結(jié)合自適應(yīng)律,實現(xiàn)了自校正控制系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)的不確定攝動及未建模動態(tài)特性。通過仿真,詳細分析了調(diào)節(jié)過程中變量的變化規(guī)律,驗證了控制策略的有效性。建立了單輪油氣懸架系統(tǒng)模型,采用內(nèi)外環(huán)分層控制策略。外環(huán)利用單輪懸架系統(tǒng)自適應(yīng)backstepping控制,實現(xiàn)對車身高度的調(diào)節(jié)。內(nèi)環(huán)利用滑�？刂扑惴�,跟蹤外環(huán)給定的期望跟蹤力,并實現(xiàn)對油氣懸架剛度非線性及閥組非線性的補償。提出一種特殊的切換函數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)滑�？刂浦械姆柡瘮�(shù)切換律,解決了滑模顫振問題。通過仿真分析驗證,控制策略可以實現(xiàn)對車身高度的控制,并有抑制路面干擾的作用。建立了整車油氣懸架系統(tǒng)模型,借鑒單輪油氣懸架高度控制的思路,利用雙閉環(huán)的控制策略。外環(huán)自適應(yīng)控制策略解決了由于負載變化造成的車身質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量變化對控制的影響。內(nèi)環(huán)同樣利用改善后的滑�？刂撇呗愿纳苹ｎ澱駟栴},精確跟蹤外環(huán)期望控制力。通過仿真,驗證了控制策略的有效性及對不同路面干擾餓抑制作用。設(shè)計了可實現(xiàn)車身調(diào)平控制的硬件電路及其軟件實現(xiàn)。硬件電路采用雙控制芯片的控制方式,避免了單個控制芯片造成的程序臃腫及邏輯不清晰問題,也實現(xiàn)了主控板的節(jié)能目標及電壓保護功能。
[Abstract]:Because of its good nonlinearity and high bearing capacity, more and more oil and gas suspensions are equipped on military vehicles, large load-carrying vehicles, advanced off-road vehicles and a small number of cars. The other advantage of the hydro-pneumatic suspension is that it can adjust the body height by using the hydraulic cylinder and supporting equipment. On the basis of adaptive backstepping control theory and sliding mode control theory, aiming at auto leveling of body, the traditional single wheel suspension system, single wheel oil and gas suspension system and whole vehicle suspension system are taken as objects, respectively, and the control strategy to meet the control objectives is designed. In the case of different road disturbance and uncertain internal parameters of the control system, the automatic leveling control of the car body is realized, and the digital simulation is carried out to analyze the detailed variation curve of the internal variables in the process of adjustment. The merits and demerits of the control strategy are obtained. The model of single wheel suspension system is established, and the height control of car body is realized by using backstepping control algorithm. In the control strategy, the uncertain perturbation and unmodeled dynamic characteristics of the internal parameters of the self-tuning control system are realized by combining the adaptive law. Through simulation, the variation of variables in the process of regulation is analyzed in detail, and the effectiveness of the control strategy is verified. The model of single-wheel oil-gas suspension system is established, and the internal and external loop stratification control strategy is adopted. The outer ring adopts the adaptive backstepping control of the single-wheel suspension system to adjust the body height. The inner loop uses a sliding mode control algorithm to track the desired tracking force given by the outer loop and to compensate for the nonlinear stiffness of the suspension and the nonlinear valve group. A special switching function is proposed to replace the sign function switching law in traditional sliding mode control, which solves the problem of sliding mode flutter. The simulation results show that the control strategy can control the body height and restrain the road disturbance. The model of vehicle suspension system is established, and the control strategy of double closed loop is used for reference of single wheel suspension height control. The outer loop adaptive control strategy solves the influence of the change of inertia on the quality of the body caused by the load change. The inner loop also uses the improved sliding mode control strategy to improve the sliding mode flutter problem and accurately track the expected control force of the outer loop. The simulation results show that the control strategy is effective and can suppress the disturbance of different roads. The hardware circuit and its software are designed to realize the body leveling control. The hardware circuit adopts the control mode of dual control chip to avoid the problems of program bloated and logic indistinct caused by single control chip and to realize the energy saving target and voltage protection function of the main control board.
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.33

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本文編號：1903522