智能车辆控制基础第四章车辆垂向及综合运动控制.pptxVIP

第四章 车辆垂向及综合运动控制;4.1——车辆悬架控制 4.2——车辆防侧翻控制 4.3——车辆综合运动控制;;4.1.1　车辆悬架模型;图4-3　九自由度全车辆悬架模型;2.半车辆悬架模型 在低频路面激励下,车辆的左右轮输入基本一致,考虑到车辆通常左右对称,可认为车辆左右两侧运动完全相同;在高频路面激励下,车辆所受的激励大多只涉及车轮跳动,对车身运动影响小,车身左右两边的相对运动可以忽略,这样就可以将九个自由度的模型简化成线性四自由度模型的半车辆悬架模型,如图4-4所示。 图4-4中,ms为车身质量;Ib为转动惯量;muf、mur分别为前后车轮的簧下质量,均被限制在垂向运动;Ff、Fr分别为前后轮作动器产生的作用力;a、b分别为车身质量的质心到前后轴的距离;路面对轮胎、轮胎对车身、车身的位移分别用zsf、zsr、zuf、zur、z2、z4表示;θ为车身质心处俯仰角;zs为车身质心处垂向振动。;图4-4　半车辆悬架模型;3. 1/4车辆悬架模型 用一个动力学等效系统来代替图4-4所示的半车辆悬架模型,就完成了两自由度的1/4车辆悬架模型的简化过程,如图4-5所示。;4.1.2　路面模型; 使用u表示车速,则空间频率n和时间频率f之间的关系,可以表为 则可将式(4-26)改写为时间谱密度Gq(f),其表达式为 式中, 为路面不平度系数,其取值范围随路面等级的不同而不同。;4.1.3　悬架控制方法;图4-6　液压主动悬架 a)主动悬架液压系统　b)主动悬架控制系统;2.主动悬架的控制算法 主动悬架研发主要包括悬架结构设计和控制算法设计。悬架结构设计必须与控制匹配才能达到其最佳性能,因此,主动悬架的控制算法变得尤为重要。目前主动悬架控制算法包括模糊控制、神经网络控制、鲁棒控制、自适应控制、遗传算法控制、最优控制及复合控制等,控制策略分类框图如图4-8所示。;;4.2.1　影响车辆侧翻的参数;4.2.2　车辆防侧翻系统控制;图4-17　防止车辆侧翻的控制框架图;;4.3.1　横-纵向综合控制;图4-18　横-纵向综合控制结构框图;4.3.2　横-纵-垂向综合控制;图4-19　横-纵-垂向协同优化控制结构框图; 综上所述,智能车辆为非完整运动约束系统,具有高度非线性动态特性、强耦合以及其执行机构(轮胎)存在冗余等特点,单一方面的控制必然导致控制目标和执行结果出现冲突,横-纵向综合控制也难以大幅度提升车辆运行性能。因此,如何设计高品质的横-纵-垂向综合运动控制也成为实现智能车辆安??、舒适、节能与环保综合行驶性能的重点和难点,具有重要的研究意义。;;谢谢 THANKS