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四自由度电液伺服摩托车道路模拟试验台的建模与控制技术研究
| 论文题名： | 四自由度电液伺服摩托车道路模拟试验台的建模与控制技术研究 |
| 关键词： | 摩托车;载荷谱;道路模拟;逆运动学分析;动力学分析;电液伺服系统;时域控制 |
| 摘要： | 目前，摩托车工业已经成为我国汽车产业的重要组成部分。提高质量、保证安全、缩短开发周期已成为广大用户和制造厂商的迫切要求。摩托车整车寿命和可靠性的研究正是针对这一需求开展的。尽管有关摩托车可靠性的计算方法已得到很大改善，但新车型的不断问世、新材料的大量采用，使得试验积累的数据还远不足以整理出一个确定实用的计算模型，新车型在定型之前仍需进行大量的试验。因此，摩托车的室内可靠性试验研究具有十分重要的意义，目前国内外学者在这些方面进行了大量的研究，取得了丰硕的成果。 目前国际上一些著名公司所研制的摩托车室内试验设备功能较完善，但价格昂贵；并且由于采用频域控制方法，试验准备周期很长，需要经过长时间的离线迭代计算；同时对试验工作人员的素质要求较高，需要拥有较深的数学理论基础和实验操作经验。整个试验系统抗干扰性差，不能适应试验过程中设备状态和系统参数的变化。 本文基于时域控制方法，对摩托车道路模拟试验台进行了系统的开发和研制，具体内容如下： 1、针对摩托车道路载荷测试信号的特殊性，在对原始信号进行预处理的过程中，提出了采用突峰因子法来消除异常信号，保证了实测数据的真实性与可靠性。 2、在载荷谱编制过程中，根据振动疲劳机理，针对如何最大限度的保持有效信息的问题，提出了恰当的压缩比对数据进行有效压缩，并通过试验证明了其有效性和合理性。 3、对试验台的机械执行机构进行了逆运动学分析、动力学分析及理论计算，并采用ADAMS软件进行了相应的仿真研究，确保了所研制的机械执行机构既简单又合理可靠。 4、采用权函数积分法对所得到的摩托车道路载荷谱(加速度信号)进行了较为精确的数字积分处理，得到了试验台所需的控制输入信号(位移信号)。 5、辨识了试验台电液伺服系统的模型参数，建立了数学模型，设计了多级递阶智能控制器，并进行了仿真和实验研究，取得了较好的控制效果。 6、结合滑模控制理论，提出了一种自适应滑模变结构控制策略，并对其进行了仿真研究。所设计的控制器不需要预先确定每个参数的变化范围，且能消除或削弱传统变结构控制方法所引起的抖动现象。 7、利用自主研发的试验台装置进行了联机综合实验。经现场实际运行检验，本论文的理论分析和研究结果得到了相应的验证。 |
| 作者： | 张志伟 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 周士昌;巴德纯 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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