原文传递
基于多MEMS传感器的多轴重载车辆姿态控制研究
| 论文题名： | 基于多MEMS传感器的多轴重载车辆姿态控制研究 |
| 关键词： | 重载车辆;主动悬挂;控制策略;MEMS传感器;组合导航 |
| 摘要： | 悬挂系统性能极大地影响着车辆行驶平顺性。应急救援车辆需要应对复杂的路面环境，使用被动悬挂难以满足较高的性能要求，相较而言，采用参数可实时调节的主动悬挂系统，能有效保持良好的行驶状态，减少颠簸与振动。 本文结合国家重点研发计划课题“高机动应急救援车辆（含消防车辆）专用底盘及悬挂关键技术研究”，对车身姿态测算方法和主动悬挂系统控制策略展开研究，着力提高多轴重载车辆的行驶平顺性。主要研究内容工作如下： 提出了EEMD-FLP算法对陀螺仪数据进行降噪处理，利用强跟踪卡尔曼滤波算法进行多传感器的数据融合，得到车辆姿态的最优状态估计。对车身姿态的解算过程进行理论研究；为降低噪声对陀螺仪输出数据精度的影响，利用集合经验模态分析算法将输出信号分解，对噪声imf项予以剔除处理、采用分数阶线性预测算法对混合噪声项进行滤波，将处理后的信号进行重构得到降噪结果；设计基于输出校正的间接组合导航系统数学模型，利用强跟踪扩展卡尔曼滤波算法，获得较为准确的车身姿态数据。 以三轴应急救援车辆为研究对象，建立了车辆悬挂系统的六轮路面输入模型和九自由度动力学模型。以测量的车身姿态信息与理想姿态之间的偏差值为输入，设计了基于改进差分进化算法优化参数的FOPID-LQR控制器，解算作动器输出，调节控制车身姿态。仿真结果表明，在应对不平路面冲击时，相比于被动悬挂，基于多传感器的车身姿态控制方案下的主动悬挂在车身垂向加速度、俯仰角和侧倾角方面，均方根值均有明显降低，理论上可以有效提高车辆行驶平顺性。 |
| 作者： | 王硕 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 赵丁选 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
