基于分层控制的大功率拖拉机前桥悬架减振系统研究

摘要：

大功率轮式拖拉机质量大、车身重心高,在高速运输作业时受路面不平度影响,易产生剧烈的颠簸振动,直接影响拖拉机操纵稳定性和行驶平顺性,甚至危及行驶安全.基于此,综合考虑大功率轮式拖拉机车身振动加速度与悬架动挠度的变化及悬架系统充放油过程中的非线性控制等问题,提出了适用于大功率轮式拖拉机前桥悬架减振系统的设计与控制方案.首先,设计了前桥悬架减振系统,建立了带前桥悬架的1/4拖拉机振动模型;其次,在充分考虑前桥悬架控制系统特点的基础上,建立了基于参考天棚-地棚模型的分层控制算法,构建了 Matlab/Simulink仿真模型,并与常规PID算法对比分析,结果表明分层算法的控制性能优于常规PID控制;最后,搭建了前桥悬架系统硬件在环仿真平台和室内试验平台,开展了悬架减振控制策略和控制效果的试验验证.试验结果表明,基于参考天棚-地棚模型的分层控制算法能快速调整控制参数,所设计悬架系统的车身振动加速度均方根降低至2.36 m/s2左右,较被动悬架下降55.8％,同时悬架动挠度的均方根被限定在较小范围内,明显优于被动悬架系统,满足大功率轮式拖拉机前桥悬架的减振需求,且试验结果与仿真结果能较好地匹配,验证了减振方案的有效性.该研究可为大功率轮式拖拉机前桥主动悬架系统的研发提供理论参考.

关键词：大功率轮式拖拉机、前桥悬架、分层控制策略、混合滑模控制、硬件在环仿真

所属期刊栏目：53

分类号：U463.33;S219(汽车工程)

资助基金：国家重点研发计划2017YFD0700101

在线出版日期：2022-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：404-413