本文關(guān)鍵詞：車載擔(dān)架隨機(jī)振動(dòng)隔離系統(tǒng)主被動(dòng)控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：轉(zhuǎn)運(yùn)型急救車是連接現(xiàn)場(chǎng)急救和醫(yī)院救治的重要環(huán)節(jié),其能否快速、高效、平穩(wěn)的完成運(yùn)送任務(wù)直接影響傷病員的救治效率。目前國(guó)內(nèi)推行的轉(zhuǎn)運(yùn)型救護(hù)車多改裝自輕型商務(wù)車或輕型越野車,其懸架系統(tǒng)仍為被動(dòng)懸架,整車性能并不理想。大部分醫(yī)院均會(huì)配備部分國(guó)外品牌的救護(hù)車輛以滿足對(duì)高性能救護(hù)車的需求,但高昂的成本使其難以滿足日益增加的出車救護(hù)需要。因此積極開發(fā)先進(jìn)技術(shù),提高國(guó)內(nèi)救護(hù)車的技術(shù)水平具有重要的應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)意義。車輛行駛過(guò)程中所受振動(dòng)的振源特性為隨機(jī)過(guò)程,振源激勵(lì)難以預(yù)測(cè),出于對(duì)參考信號(hào)與系統(tǒng)外擾相關(guān)性的苛刻要求,前饋控制在車輛隨機(jī)振動(dòng)控制問(wèn)題中的應(yīng)用受到了限制,主要通過(guò)反饋控制方法解決,這就難以避免控制器、作動(dòng)器等引起的時(shí)間滯后。預(yù)瞄控制能在控制策略中包含系統(tǒng)未來(lái)的信息,在汽車懸架的主動(dòng)控制和半主動(dòng)控制當(dāng)中表現(xiàn)出了良好的性能潛力。針對(duì)車載擔(dān)架的隨機(jī)振動(dòng)控制問(wèn)題,本文在為擔(dān)架進(jìn)行隔振設(shè)計(jì)時(shí),引入基于前軸的預(yù)瞄信息,為擔(dān)架設(shè)計(jì)了前軸預(yù)瞄最優(yōu)主動(dòng)隔振系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容與成果包括：針對(duì)車載擔(dān)架所運(yùn)載的臥姿人體對(duì)低頻段垂直、水平振動(dòng)耐受力差的問(wèn)題,著重考慮了車身底板及擔(dān)架的垂直運(yùn)動(dòng)和俯仰運(yùn)動(dòng),以彈簧和阻尼器構(gòu)建車載擔(dān)架被動(dòng)隔振系統(tǒng),建立了二維六自由度車載擔(dān)架隨機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。分析了在路面不確定性激勵(lì)輸入下?lián)芨粽裣到y(tǒng)的垂直振動(dòng)傳遞特性。以使擔(dān)架垂直振動(dòng)和俯仰振動(dòng)響應(yīng)最小化為設(shè)計(jì)目標(biāo),應(yīng)用遺傳算法對(duì)擔(dān)架隔振系統(tǒng)被動(dòng)支承元件的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),改善了擔(dān)架被動(dòng)隔振系統(tǒng)的綜合性能。為兼顧響應(yīng)與控制兩方面矛盾的要求,以二維六自由度車載擔(dān)架隔振系統(tǒng)主動(dòng)控制模型為研究基礎(chǔ),應(yīng)用最優(yōu)控制理論為車載擔(dān)架隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)了最優(yōu)控制器。針對(duì)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)加權(quán)系數(shù)難以選擇的問(wèn)題,應(yīng)用遺傳算法的全局最優(yōu)搜索功能優(yōu)化選取加權(quán)矩陣。添加了卡爾曼濾波器進(jìn)行狀態(tài)估計(jì),通過(guò)有限的測(cè)量信號(hào)獲取系統(tǒng)數(shù)目繁多的狀態(tài)變量。借助MATLAB/Simulink工具箱,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真,分析了最優(yōu)控制隔振系統(tǒng)改善車載擔(dān)架平順性的性能潛力。為解決反饋控制產(chǎn)生的時(shí)間滯后問(wèn)題,采用前軸預(yù)瞄以前輪處感受到的路面輸入信息作為后輪輸入的預(yù)瞄信息,結(jié)合卡爾曼濾波器進(jìn)行狀態(tài)估計(jì),為車載擔(dān)架隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于前軸預(yù)瞄的最優(yōu)控制隔振系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不同車速下的模擬仿真,分析了車速對(duì)預(yù)瞄控制隔振效果的影響。對(duì)比無(wú)預(yù)瞄主動(dòng)控制系統(tǒng)與前軸預(yù)瞄主動(dòng)控制系統(tǒng)的隔振效果,觀察前軸預(yù)瞄算法進(jìn)一步改進(jìn)車載擔(dān)架平順性能的潛力,驗(yàn)證了算法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：遺傳算法 最優(yōu)控制 預(yù)瞄控制 卡爾曼濾
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB535.1;TH789
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-25
• 1.1 課題的研究背景與意義13-14
• 1.2 主動(dòng)懸架的理論研究與應(yīng)用概述14-19
• 1.2.1 主動(dòng)懸架的隔振性能理論研究14-18
• 1.2.2 先進(jìn)汽車懸架應(yīng)用現(xiàn)狀18-19
• 1.3 救護(hù)車擔(dān)架平順性的研究及發(fā)展概述19-22
• 1.3.1 臥姿人體對(duì)振動(dòng)激勵(lì)的敏感性19-20
• 1.3.2 車載擔(dān)架隔振裝置的研究及發(fā)展概述20-22
• 1.4 預(yù)瞄控制研究概述22-24
• 1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容24-25
• 第2章 基于遺傳算法的車載擔(dān)架被動(dòng)隔振系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)25-43
• 2.1 車載擔(dān)架振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型25-26
• 2.2 遺傳算法基本原理及其應(yīng)用26-28
• 2.3 路面輸入時(shí)域表達(dá)式28-30
• 2.4 二維擔(dān)架振動(dòng)控制系統(tǒng)狀態(tài)空間描述30-35
• 2.4.1 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程30-33
• 2.4.2 系統(tǒng)狀態(tài)空間描述33-34
• 2.4.3 系統(tǒng)輸出狀態(tài)方程34-35
• 2.5 基于遺傳算法的隔振系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化35-39
• 2.5.1 初選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)35-36
• 2.5.2 初始系統(tǒng)數(shù)值模擬與分析36-38
• 2.5.3 遺傳算法參數(shù)優(yōu)化38-39
• 2.6 優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果分析39-42
• 2.7 本章小結(jié)42-43
• 第3章 車載擔(dān)架隨機(jī)振動(dòng)最優(yōu)主動(dòng)控制研究43-57
• 3.1 結(jié)合卡爾曼濾波的隨機(jī)最優(yōu)控制基本理論43-46
• 3.1.1 LQR最優(yōu)控制基本理論43-45
• 3.1.2 卡爾曼濾波器基本理論45-46
• 3.2 車載擔(dān)架隔振系統(tǒng)最優(yōu)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)46-52
• 3.2.1 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程46-48
• 3.2.2 系統(tǒng)狀態(tài)空間描述48
• 3.2.3 設(shè)計(jì)最優(yōu)控制律48-50
• 3.2.4 卡爾曼濾波器狀態(tài)估計(jì)50-51
• 3.2.5 系統(tǒng)仿真模型51-52
• 3.3 遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)加權(quán)矩陣52-53
• 3.4 仿真結(jié)果分析53-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 第4章 結(jié)合前軸預(yù)瞄的車載擔(dān)架最優(yōu)主動(dòng)控制研究57-67
• 4.1 前軸預(yù)瞄增廣矩陣57-58
• 4.2 設(shè)計(jì)最優(yōu)控制律58-59
• 4.3 卡爾曼濾波器狀態(tài)估計(jì)59-60
• 4.4 系統(tǒng)仿真模型60-61
• 4.5 仿真結(jié)果分析61-65
• 4.5.1 時(shí)域分析61-64
• 4.5.2 頻域分析64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-67
• 全文總結(jié)與展望67-71
• 全文總結(jié)67-68
• 研究展望68-71
• 參考文獻(xiàn)71-79
• 致謝79-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與獲獎(jiǎng)情況81-82
• 附件82

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4 施引;;雙層隔振及其初步計(jì)算方法[J];海工科技;1979年04期

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6 張士義;多自由度隔振系統(tǒng)的隔振效率[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1987年03期

7 周世雄;周明溥;;雙層隔振系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];上海建材學(xué)院學(xué)報(bào);1990年03期

8 龍志強(qiáng)，佘龍華，常文森;磁懸浮隔振系統(tǒng)的行為與分析[J];國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào);1994年03期

9 龍志強(qiáng)，佘龍華，尹力明，常文森;磁懸浮隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào);1996年03期

10 袁惠群;具有分布質(zhì)量的雙層隔振系統(tǒng)隔振特性分析[J];振動(dòng)與沖擊;1996年03期

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7 申軍烽;杜勝;周徐斌;蔣國(guó)偉;;高精度光學(xué)有效載荷微振動(dòng)隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[A];機(jī)械動(dòng)力學(xué)理論及其應(yīng)用[C];2011年

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1 向敢;浮筏隔振系統(tǒng)的振動(dòng)特性研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

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3 楊明月;分布參數(shù)雙層隔振系統(tǒng)的主被動(dòng)控制機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2015年

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5 孫偉;復(fù)雜隔振系統(tǒng)主被動(dòng)控制分析與試驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2015年

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7 周文;磁懸浮浮筏隔振系統(tǒng)傳遞特性的研究[D];武漢理工大學(xué);2009年

8 姚俊輝;變剛度磁懸浮浮筏隔振系統(tǒng)隔振特性研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

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