棚阻尼半主动控制坦克振动响应控制策略研究(3)
时间:2018-03-21 11:37 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
以上是悬架系统的过去，而未来悬架系统也将与最新型的减振器和最先进的控制技术有机的结合，克服现有的弊端并不断进步。 1.2 车辆悬架振动控制策略发展状况 各类机械系统有振动的同时也激发了人们对于其振动控制的探索。振动控制的目的就是使受控系统的振动情况满足人们的要求。100年前就有相关理论研究涉及车辆行驶振动分析。减少汽车振动通常有两个途径：一个从振源入手即改变路面状况；另一个则要求汽车拥有良好的隔振系统。对于隔振系统人们的研究主要放在三个方面：轮胎、悬架和座椅。其中起主要作用的是悬架系统[9]。为了使传统被动悬架系统提高减振性能提高稳定性，往往需要从两个方面入手：一个是执行器的开发；另一个则是控制策略的发展。控制理论主要分为经典控制理论和现代控制理论，下面就分别做出介绍。 1.2.1 经典控制理论 经典控制理论适用于单输入输出系统（特别是线性定常系统），数学基础是常系数微分方程及拉氏变换，研究方法是频谱法，往往要借助于传递函数。本文的研究也应用了经典控制理论中的利用传递函数画伯德图的方法来分析系统的频域特性。但是对于现代复杂多变的系统，经典控制理论已经无法满足我们的需求。 1.2.2 现代控制理论 基于状态空间法的现代控制理论比经典控制理论的研究对象要广泛得多，包括多输入多输出、线性与非线性和定常与时变系统。而且应用的算法可以与计算机很好的结合，使得计算过程也较为方便。下面介绍几种目前常用于悬架系统的现代控制方法。 a）天棚阻尼控制 天棚阻尼控制策略是由美国著名控制专家D.Karnopp于1974年提出来的。这种方法的思想主要是安装一个正比于悬架速度的阻尼器，根据悬架速度的改变，阻尼力也发生改变，产生的阻尼力与使车身产生的力更加接近，达到减振目的。天棚阻尼控制策略最主要的优点就是控制律简单，易于实现，所需传感器数量少。后来又有了“开关”阻尼的概念，进一步提高了天棚阻尼控制的效果。 b）最优控制 最优控制也是现金比较受欢迎的控制策略。其原理就是在一切可能的控制方案中寻求最优控制方案或最优控制规律[10]，从而最优地接近预期目标。早在上世纪50年代初期Bushuaw就研究了伺服系统的时间最优控制问题[11]。之后LaSalle提出了所谓的Bang.Bang控制理论。50年代随着空间技术的迅猛发展，最优控制理论的研究主要围绕导弹、卫星等复杂的多输入多输出非线性系统。通过研究，人们发现，最优控制问题的本质是变分问题[10]，而经典的变分理论不能适应现实复杂多变的控制问题，因此后来发展起来的最小值原理、动态规划和卡尔曼的最优估计理论也对最优控制理论的发展起到了重要的推动作用。 c）自适应控制 自适应控制的概念早在1950年就已提出，到现在理论体系已经发展得越来越成熟。它的中心思想是根据所测的性能指标与期望值比较的结果来确定当前的控制策略，从而提高系统性能。目前自适应控制在车辆悬架振动控制的研究中取得了很好的效果。 d）预测控制 预测控制是一种新兴控制技术。从1978年Richalet等人提出了其基本原理到今天，预测控制方法已经很好地应用在了1/4汽车模型、半车和整车模型的控制中，研究结果表明了采用预测控制的悬架系统的性能比没有采用的要好。预测控制方法主要是可以预估路面的干扰输入,根据这一重要信息，前后控制器再加以控制律输出控制力实施最优控制[12]。可以看出，该控制方法拥有良好的发展前景。 (责任编辑：qin) |