矿用自卸车油气悬架模糊PID控制研究.pdf

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1、第32卷第11期计算机仿真2015年11月文章编号：1006—9348(2015)11-0169—05矿用自卸车油气悬架模糊PID控制研究孔马斌1，李伟平2，陶建建2(I．中冶京诫(湘潭)矿山装备有限公司。湖南湘潭411200；2．湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南长沙410082)摘要：矿用自卸车的行驶路况比较恶劣，悬架的动行程对车辆的安全性能有较大的影响。为了降低矿用自卸车悬架的动行程同时，极大的改善平顺性，建立了二自由度的非线性油气悬架模型，提出了半主动油气悬架模糊PID控制方法，以悬架动挠度及其随时间变化率为控制输

2、入，并制定了模糊规则，通过粒子群算法对PID参数进行优化，再设计了模糊PID控制器。选取c级自噪声随机信号作为路面输入，对模型进行仿真。仿真结果表明：模糊PID控制在提高车身振动加度、悬架的动行程以及轮胎的相对动载荷方面优于被动悬架和传统的PID控制。关键词：油气悬架；粒子群算法；平顺性中圈分类号：U463．4文献标识码：BFuzzy—-PIDControlofHydro-PneumaticSuspensionforMiningTruckKONGMa-binl，LIWei-pin92，TAOJian—jian2(1．MCC(Xiangt

3、an)MiningEquipmentCO．，LTD．，XiangtanHunan411200，China；2．StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignedandManufactureforVehicleBody，HunanUniversity，ChangshaHunan410082，China)ABSTRACT：AfuzzylogiccontrollerandaPIDcontroHerbasedtwoDOFnonlinearhydro—pneumaticsuspemionarepresented．Byusin

4、gthedynamictravelofsuspensionanditschangerateastheinputsourceofcontrolsystem，thefuzzyrulesareestabhshed．．ThenaFuzzy-PIDcontrollerisdesignedwhentheparametersofthePIDeontroUerareoptimizedthroughPSOalgorithm．Themodelisvalidatedundertheinputofthewhitenoisestochasticroadsurfa

5、ceofC-grade．SimulationresultsshowthatFuzzy-PIDcontrolmethodhasadvantagesintheperformanceofbodyverticalvibrationacceleration，suspensiondynamictravelandtirerelativedynamicloadoverpassivesuspension．KEYWORDS：Hydro-pneumaticsuspension；PSOalgorithm；Ridecomfort1引言目前油气弹簧以其优越的特性在

6、特种车辆中的应用越来越普遍，其冈Ⅱ度和阻尼具有非常明显的非线性特性¨“，对于改善整车的行驶特性十分有利。对于特种车辆，行驶的路面一般都是非公路路面。虽然油气弹簧的非线性刚度和阻尼经过优化设计，但是油气悬架在实际的使用过程中仍然存在着问题：例如悬架动行程过大造成击穿现象旧1，车辆在不同的载荷状态下很难匹配到最优的悬架刚度和阻尼，影响到整车的平顺性。目前针对油气悬架主要的研究集中在建立油气弹簧的刚度和阻尼数学模型，通过参数化建模后以车身的平顺性作为目标进行优化，虽然这在一定程度上可以改善车辆的行驶性能，但是由于矿用自卸车行驶的道路比较恶劣，

7、此时车辆的行驶安全性能更加重要，路面条件的恶劣直接影响油气悬架的动行程，从而对悬架的安全性有极其重要的影响。悬架的动行程和轮胎的动载荷，这两个指标分别影响了悬架的冲击安全性能和轮胎抓地能力。由于悬架动行程过大造成的击穿现象、水击效应是影响其越野性和悬架使用寿命的重要因素。从而使得半主动悬架在油气悬架中的使用变得十分必要。现有的电磁阀控阻尼可调油气弹簧，因受到电磁阀开关速度的限制，并不适用于阻尼实时可调工况。为了解决这一问题，文中创新性的提出了以悬架动挠度为控制对象的半主动油气悬架Fuzzy—PID控制方法，通过粒子群算法进行PID参数进

8、行多目标优化，从而选取相对合适的PID参数，再通过模糊控制对PID参数在线整定，达到良好的悬架性能指标。在减小悬架击穿概率的同时，很大程度改善平顺性。基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(