针对工程车辆工况复杂、舒适性需要改善的情况,以工程车辆中的自卸车为研究对象,应用现代控制学理论,对工程车辆半主动悬架控制的控制方式提出了新的见解。
采用一种新的控制策略——自适应模糊PID控制,来实现工程车辆半主动悬架的智能控制,从而进一步满足工程车辆乘坐舒适性和操纵安全性的要求。
运用车辆动力学理论,对工程车辆悬架系统的动态特性进行了分析。基于人-车-路相互作用,建立了工程车辆五自由度半主动悬架模型。
结合现代智能控制理论,分别运用PID控制、模糊控制,以及融合两者优点的自适应模糊PID控制理论,设计工程车辆作业舒适性半主动悬架控制系统。
基于对工程车辆五自由度半主动悬架模型的研究,利用悬架系统控制模型,对被动悬架、半主动PID控制悬架、半主动模糊控制悬架、半主动自适应模糊PID控制悬架进行研究。
通过对仿真结果的对比分析表明,将自适应模糊PID控制应用于工程车辆半主动悬架控制是可行的。它更为有效地降低座椅垂向加速度幅值,使工程车辆的舒适性得到改善。同时,针对不同的扰动激励表现出较好的鲁棒性。与采用纯粹PID控制或模糊控制相比,其控制效果更理想。
根据理论分析和仿真计算可以得出,自适应模糊PID控制策略能够很好地适应载荷、悬架参数等因素的变化,并具有在线调整控制参数的能力,有利于改善工程车辆的舒适性。
针对工程车辆舒适性问题,考虑动态控制方法的实用性,基于人-车-路相互作用,全面考察了影响车辆舒适性的性能指标:车身俯仰角加速度、座椅-人的垂向加速度、前后悬架动挠度和前后悬架动载荷。
该项目侧重于车身俯仰角加速度和座椅-人的垂向加速度的考察。通过工程车辆半主动悬架模糊PID控制系统研究,结果表明改善了车辆的舒适性,达到了较好的效果。