發(fā)布時間：2020-05-15 15:55

【摘要】：我國是一個國土面積很大的國家,不同地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展較不均衡。重大自然災(zāi)害大多發(fā)生在偏遠(yuǎn)地區(qū)。在一些山區(qū)、路況比較惡劣的地區(qū),應(yīng)急救援車輛的平順性受到極大挑戰(zhàn),尤其是某些情況下救援車輛需要在行進(jìn)中作業(yè),這對車輛平順性有著較高的要求,傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)難以達(dá)到這個目標(biāo)。采用主動懸架的汽車在不平路面行駛時,有利于對車身位姿進(jìn)行控制。應(yīng)急救援車輛大多采用多軸車輛,由于整車重量大、車身長、輪胎動載荷較大,所以車輛乘坐舒適性一般較差。目前對多軸車輛乘坐舒適性的研究大多集中在被動懸架,對多軸車輛主動懸架的研究較少。多軸應(yīng)急救援車輛行駛在災(zāi)區(qū)較差的路面時,車輛舒適性較差。當(dāng)多軸應(yīng)急救援車輛在行進(jìn)中作業(yè)時,對平順性有較高的要求。研究多軸應(yīng)急救援車輛的主動懸架技術(shù)對解決上述問題具有重要意義。本文結(jié)合國家重點研發(fā)計劃課題“高機(jī)動應(yīng)急救援車輛(含消防車輛)專用底盤及懸掛關(guān)鍵技術(shù)研究”(項目編號2016YFC0802902),設(shè)計三橋車輛主動懸架的控制器,以提高應(yīng)急救援車輛的平順性。本文的研究內(nèi)容主要包括:第一,建立簡化的數(shù)學(xué)模型。建立基于平順性的九自由度被動懸架模型,并利用Trucksim軟件建立三橋車輛動力學(xué)模型對其進(jìn)行驗證。結(jié)果表明所建九自由度數(shù)學(xué)模型能夠較好地反映車輛的平順性。基于此,建立基于平順性的九自由度主動懸架模型,并結(jié)合所建數(shù)學(xué)模型與現(xiàn)代控制理論推導(dǎo)了模型的狀態(tài)方程�？紤]后文仿真需要,建立路面模型,介紹了懸架性能的評價指標(biāo)。第二,設(shè)計應(yīng)急救援三橋車輛主動懸架控制器�；谧顑�(yōu)控制理論設(shè)計主動懸架控制器。為實現(xiàn)全狀態(tài)反饋,引入卡爾曼濾波實現(xiàn)車輛狀態(tài)估計,設(shè)計基于卡爾曼濾波的主動懸架最優(yōu)控制器。第三,應(yīng)用小生境自適應(yīng)遺傳算法優(yōu)化主動懸架控制器。為解決主動懸架最優(yōu)控制器中加權(quán)參數(shù)難以確定的問題,應(yīng)用小生境自適應(yīng)遺傳算法對加權(quán)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,提高控制器的性能。第四,主動懸架系統(tǒng)聯(lián)合仿真。建立整車主動懸架系統(tǒng)的Trucksim-Simulink聯(lián)合仿真模型,對被動懸架、經(jīng)驗式KFLQG主動懸架和NAGA-KFLQG主動懸架在不同工況下進(jìn)行仿真,并對三種懸架的輸出性能進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明NAGA-KFLQG主動懸架系統(tǒng)輸出性能最優(yōu)。第五,主動懸架dsPACE實時仿真。應(yīng)用MATLAB/dsPACE進(jìn)行實時仿真測試,對主動懸架的控制算法進(jìn)行驗證。以隨機(jī)路面輸入為例,對經(jīng)驗式KFLQG主動懸架和NAGA-KFLQG主動懸架系統(tǒng)進(jìn)行實時仿真,并與被動懸架進(jìn)行對比。經(jīng)分析得到,本文設(shè)計的NAGA-KFLQG主動懸架具有良好的輸出性能,可以有效改善車輛的平順性。
【圖文】：

那么車輛在起伏路上行駛時，有利于對車身位姿進(jìn)行控制，輪胎的動載荷。因此研究應(yīng)急救援車輛的主動懸架技術(shù)具有重要的意義。本課題來源于國家重點研發(fā)計劃課題“高機(jī)動應(yīng)急救援車輛（含消防車輛用底盤及懸掛關(guān)鍵技術(shù)研究”（項目編號 2016YFC0802902），主要針對車動懸架的控制算法展開研究。本文針對三橋重型車輛建立懸架系統(tǒng)的整車動模型，使用 KFLQG 控制方法對懸架系統(tǒng)進(jìn)行控制，并用 NAGA 算法對控略進(jìn)行優(yōu)化。最后以隨機(jī)路面為例，應(yīng)用 dsPACE 硬件在環(huán)實時仿真測試對算法進(jìn)行驗證。.2 車輛懸架系統(tǒng)概述.2.1 懸架的組成典型的懸架系統(tǒng)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減震器等構(gòu)成[7]，個別的結(jié)構(gòu)有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等[8]。其結(jié)構(gòu)示意圖如 1.1 所示。

；缺點是車輛振動稍強(qiáng)。例如林肯城市這一類彈性適性好；缺點是在車輛拐彎、制動工況時側(cè)傾和俯差。彈性元件使用彈性較高的材料制成，主要有鋼，空氣彈簧和橡膠彈簧等[10]。的作用是傳遞力和力矩，，同時兼起導(dǎo)向作用[11]。在車輪的運(yùn)動軌跡。系統(tǒng)的分類車導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不同可分為獨立懸架、非獨立懸架[12]。的車橋?qū)啥说能囕嗊B接在一起，車架（或者車身系統(tǒng)進(jìn)行連接。非獨立懸架結(jié)構(gòu)簡單、成本低、強(qiáng)度前輪定位變化較小。但其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較結(jié)構(gòu)圖。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2665280