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原文传递基于主动悬挂的车载稳定平台系统及其控制方法

专利名称：	基于主动悬挂的车载稳定平台系统及其控制方法
摘要：	本发明公开了一种基于主动悬挂的车载稳定平台系统及其控制方法，属于车辆控制领域，系统包括车体、车载稳定平台、惯性测量装置、电控装置、伺服控制器组、多个车轮、与车轮一一对应的悬挂伺服作动油缸和位移传感器。将车轮分为三组，将组内悬挂伺服作动油缸的上腔连通、下腔连通，使该组车轮成为一个共同支撑车体的支点，三组车轮形成三个支点。通过控制三个支点的高度来控制车体位姿，依据测得的车载稳定平台俯仰角和侧倾角，计算使车载稳定平台返回水平所需的各悬挂伺服作动油缸伸缩量，控制各悬挂伺服作动油缸的伸缩使车载稳定平台在不平路面行驶时保持水平。本发明在轮式起重机、举高消防车、救护车、高级乘用车等领域具有重要而广泛的用途。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	燕山大学
发明人：	赵丁选;巩明德;刘爽;孙志国;张祝新;杨彬;倪涛;郭庆贺;杨梦轲
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910708270.0
公开号：	CN110281726A
代理机构：	石家庄众志华清知识产权事务所(特殊普通合伙)
代理人：	张建
分类号：	B60G17/018(2006.01);B;B60;B60G;B60G17
申请人地址：	066004 河北省秦皇岛市海港区河北大街438号
主权项：	1.一种基于主动悬挂的车载稳定平台系统，其特征在于：包括车体、与车体固连的车载稳定平台、惯性测量装置、电控装置、伺服控制器组、多个车轮、以及与车轮一一对应的悬挂伺服作动油缸和位移传感器，其中惯性测量装置固定于车载稳定平台上，车轮通过悬挂伺服作动油缸连接于车体下方，位移传感器用于测量悬挂伺服作动油缸的行程，电控装置以及伺服控制器组固定于车体上，所述电控装置与惯性测量装置以及伺服控制器组通讯连接，伺服控制器组与位移传感器通讯连接，电控装置读取惯性测量装置测得的车载稳定平台的俯仰角和侧倾角，并依此计算车载稳定平台返回水平状态时各悬挂伺服作动油缸所需的伸缩量，将伸缩量输出至伺服控制器组控制各悬挂伺服作动油缸的伸缩，使车载稳定平台行驶中保持水平。 2.根据权利要求1所述的基于主动悬挂的车载稳定平台系统，其特征在于：将所有车轮分为三个车轮组，每个车轮组内有一个车轮或多个车轮，当某车轮组内车轮数量大于1时，将该车轮组内所有悬挂伺服作动油缸并联连通，使该车轮组构成支撑车体的一个支点，三个车轮组形成三个支点，基于三点决定一个平面的原理对车体的位姿进行控制。 3.根据权利要求2所述的基于主动悬挂的车载稳定平台系统，其特征在于：在组成车轮组时，各车轮组内的各车轮及其对应的悬挂伺服作动油缸和位移传感器的结构均相同，所述各车轮组支撑车体的支点为组内各个悬挂伺服作动油缸对车体的支撑点的几何中心点，对该支点高度的控制通过控制组内各个悬挂伺服作动油缸的平均伸缩量来实现。 4.根据权利要求2～3任一项所述的基于主动悬挂的车载稳定平台系统的控制方法，其特征在于：建立与车体固连的坐标系OXYZ，坐标系的坐标原点O是与车体固连的任意一点，定义经过坐标原点O且垂直于车载稳定平台所在平面向上的方向为Z轴正方向，车辆前进的方向为Y轴正方向，车辆前进的右侧方向为X轴正方向，设车载稳定平台沿Z轴方向的升沉位移为w，绕X轴的旋转角为α，绕Y轴的旋转角为β；在惯性测量装置内预先设置扫描周期，控制方法包括以下步骤： 1)在某个扫描周期内，惯性测量装置测得车载稳定平台的俯仰角α0和侧倾角β0并输出至电控装置； 2)电控装置对俯仰角α0与侧倾角β0进行截止频率为fL的一阶低通滤波，滤波后的俯仰角为αL、侧倾角为βL； 3)根据步骤2)得到的αL与βL值，以w＝0和-αL、-βL为车载稳定平台的位姿相对校正量，通过三支点车辆悬挂机构的逆运动学算法计算出各个车轮组的悬挂伺服作动油缸的平均伸缩量的目标值，并将该目标值传输至伺服控制器组进而对各个悬挂伺服作动油缸进行位移伺服控制，使车载稳定平台在行驶过程中保持水平。 5.根据权利要求4所述的基于主动悬挂的车载稳定平台系统的控制方法，其特征在于：坐标原点O是车辆水平状态时所有车轮接地点的形心。
所属类别：	发明专利