車載擔(dān)架隨機(jī)振動(dòng)隔離系統(tǒng)主被動(dòng)控制研究.pdf

1、轉(zhuǎn)運(yùn)型急救車是連接現(xiàn)場急救和醫(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)配備部分國外品牌的救護(hù)車輛以滿足對高性能救護(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。
　　車輛行駛過程中所受振動(dòng)的振

2、源特性為隨機(jī)過程，振源激勵(lì)難以預(yù)測，出于對參考信號(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)控制問題中的應(yīng)用受到了限制，主要通過反饋控制方法解決，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。針對車載擔(dān)架的隨機(jī)振動(dòng)控制問題，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)。主要研究內(nèi)容與成果

3、包括:
　　針對車載擔(dān)架所運(yùn)載的臥姿人體對低頻段垂直、水平振動(dòng)耐受力差的問題，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

4、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。針對優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)加權(quán)系數(shù)難以選擇的問題，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)，通過有限的測量信號(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