本文關(guān)鍵詞：汽車主動懸架系統(tǒng)的俯仰與側(cè)傾控制方法研究

  更多相關(guān)文章： 主動懸架 俯仰 側(cè)傾 分布式模型預(yù)測控制 主動懸架啟動與退出控制 主動懸架硬件控制器

【摘要】：車輛行駛在不平路面上時,車身的俯仰與側(cè)傾運(yùn)動會給駕乘人員帶來不適感,影響車輛的乘坐舒適性。為此,本文以主動懸架作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),設(shè)計了抑制車身俯仰與側(cè)傾運(yùn)動的主動懸架控制算法,同時從節(jié)能減排的角度考慮,給出了降低主動懸架能耗的啟動與退出控制策略。最后,本文設(shè)計了主動懸架的硬件控制器。本文首先建立了反映俯仰與側(cè)傾運(yùn)動的7自由度車輛模型,進(jìn)一步,在考慮主動懸架執(zhí)行器的輸出約束特征以及懸架系統(tǒng)分散式結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上,本文給出了一種能有效抑制車輛俯仰與側(cè)傾運(yùn)動的主動懸架分布式模型預(yù)測控制(Distributed Model Predict Control,DMPC)方法。該方法將高維車輛系統(tǒng)拆分為4個低維的懸架控制子系統(tǒng),針對每個子系統(tǒng)設(shè)計單獨的模型預(yù)測控制器(MPC),以實現(xiàn)降低整個系統(tǒng)控制器設(shè)計的難度以及提高實時性為目的。仿真結(jié)果表明,本文給出的方法可有效抑制由不平路面引起的車身的俯仰與側(cè)傾運(yùn)動,提高車輛乘坐舒適性。本文進(jìn)一步考慮到車輛中部分狀態(tài)量不可測和主動懸架能耗較高的特性,設(shè)計車輛主動懸架的Kalman狀態(tài)估計器和啟動與退出控制策略。Kalman狀態(tài)估計器對車輛行駛時的狀態(tài)進(jìn)行估計,而主動懸架啟動與退出控制策略根據(jù)車輛行駛時車身側(cè)傾角與俯仰角對車輛乘坐舒適性的影響,決定主動懸架的啟動或退出,避免主動懸架在非必要時的動作,降低系統(tǒng)能耗。最后,從本文設(shè)計的主動懸架控制算法和控制策略在實際系統(tǒng)中應(yīng)用的角度考慮,本文設(shè)計主動懸架的硬件控制器。主動懸架硬件控制器設(shè)計包括硬件電路設(shè)計和軟件系統(tǒng)設(shè)計。在設(shè)計過程中,本文采用模塊化設(shè)計思想,根據(jù)功能需求將硬件與軟件分成不同功能模塊,獨立設(shè)計。為了驗證所設(shè)計的主動懸架控制器中各個功能模塊的有效性,本文最后進(jìn)行了基于AMESim仿真軟件和NI設(shè)備的硬件功能測試實驗。實驗結(jié)果表明,主動懸架硬件控制器中的各個模塊的功能與設(shè)計期望相符。
【關(guān)鍵詞】：主動懸架 俯仰 側(cè)傾 分布式模型預(yù)測控制 主動懸架啟動與退出控制 主動懸架硬件控制器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題的研究背景以及研究目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 主動懸架控制研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 車輛側(cè)傾與俯仰控制研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 抑制主動懸架俯仰與側(cè)傾運(yùn)動的DMPC方法16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 七自由度車輛模型建模16-20
• 2.3 主動懸架系統(tǒng)DMPC控制器設(shè)計20-25
• 2.3.1 車輛模型分解20-23
• 2.3.2 DMPC控制器設(shè)計23-25
• 2.4 主動懸架系統(tǒng)的DMPC控制器仿真驗證25-31
• 2.4.1 坑包路面仿真驗證25-27
• 2.4.2 等級路面仿真驗證27-29
• 2.4.3 veDYNA車輛模型下仿真驗證29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 主動懸架控制策略研究32-51
• 3.1 引言32
• 3.2 主動懸架狀態(tài)估計器設(shè)計32-35
• 3.3 主動懸架啟動與退出控制策略35-43
• 3.3.1 車輛行駛狀態(tài)定義36-38
• 3.3.2 車輛行駛狀態(tài)識別38-43
• 3.4 主動懸架啟動與退出控制策略仿真43-50
• 3.4.1 車輛非平穩(wěn)狀態(tài)A識別與懸架啟動與退出控制仿真44-47
• 3.4.2 車輛非平穩(wěn)狀態(tài)B識別仿真47-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 主動懸架硬件控制器設(shè)計51-68
• 4.1 引言51
• 4.2 主動懸架控制器硬件電路設(shè)計51-60
• 4.2.1 主動懸架控制器硬件功能需求分析51-52
• 4.2.2 微控制器模塊設(shè)計52-53
• 4.2.3 CAN通信模塊設(shè)計53
• 4.2.4 驅(qū)動模塊設(shè)計53-55
• 4.2.5 電源模塊設(shè)計55-57
• 4.2.6 信號處理模塊設(shè)計57-58
• 4.2.7 懸架控制器PCB設(shè)計與設(shè)計結(jié)果58-60
• 4.3 懸架控制器軟件設(shè)計60-62
• 4.4 多控制器通信實驗62-63
• 4.5 主動懸架控制器硬件功能測試實驗63-67
• 4.5.1 主動懸架控制器硬件功能測試平臺63-65
• 4.5.2 主動懸架控制器硬件功能測試實驗65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74-76
• 致謝76

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