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基于神经网络PID的ECAS车高调节与整车姿态控制研究
| 论文题名： | 基于神经网络PID的ECAS车高调节与整车姿态控制研究 |
| 关键词： | 电控空气悬架;车身高度;神经网络PID;车身姿态控制 |
| 摘要： | 随着人们对车辆动态行驶性能要求的进一步提高，电控空气悬架(ECAS)以其卓越的性能逐渐在大客车、重型汽车乃至高级轿车上得到推广应用，相关领域的技术研究也成为车辆工程界的关注焦点。车身高度调节作为ECAS的主要功能之一，它能够根据车辆实际行驶工况和驾驶员操作要求对车身高度进行自行调节和控制，对提高车辆在行驶过程中的平顺性、操稳性以及燃油经济性都具有重要意义。本文针对车身高度调节过程中存在的“过充”、“过放”、振荡以及车身姿态不稳现象，设计了基于神经网络PID的车身高度自适应控制器，并采用模糊控制算法实现了车身高度调节过程中的整车车身姿态控制。 首先，根据ECAS车高调节充放气回路结构分析系统的工作机理，在此基础上，基于气体热力学原理和车辆系统动力学理论，对ECAS车身高度调节过程中的空气弹簧热力学过程、簧载质量动力学过程进行分析，建立了ECAS车身高度调节的数学模型。 其次，基于神经网络PID控制算法设计了车身高度自适应控制器，并在Matlab/Simulink环境中搭建了1/4车身高度控制系统仿真模型，模拟车辆实际运作情况进行仿真试验验证，仿真结果表明所设计的控制器能有效解决车身高度调节过程中存在的“过充”、“过放”以及振荡现象，并且响应迅速、精度高，满足控制性能要求。 再次，考虑车身高度调节过程中的整车姿态变化，建立了车高调节整车动力学模型，在车身高度神经网络PID控制器的基础上，设计了基于模糊理论的整车姿态控制器，以抑制车身侧倾运动和俯仰运动为控制目标，对车身高度调节过程中进入各个空气弹簧的气体质量流量进行进一步修正，从而实现车身高度调节过程中的整车姿态控制。 最后，为验证所设计的车高调节控制系统的有效性和可靠性，利用D2P快速开发平台开发ECAS车高调节控制系统，并在MTS四通道试验台上进行整车台架试验。试验结果表明，所设计的车高调节控制系统能够实现车身高度的有效控制，同时抑制了车身高度调节过程中的整车姿态变化。 |
| 作者： | 窦辉 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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