[發(fā)明專利]一種基于自抗擾控制的坦克底盤主動懸掛系統(tǒng)的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510922582.3
• 申請日: 2015-12-14
• 公開（公告）號: CN105573116B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏元清;許英偉;蒲釩;付夢印;李春明;鄧志紅;任雪梅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;高燕燕

本發(fā)明公開了一種基于自抗擾控制的坦克底盤主動懸掛系統(tǒng)的控制方法。使用本發(fā)明的方法，能夠在主動懸掛系統(tǒng)受自抗擾控制器的控制下，使坦克各負重輪上方車體垂直加速度和車體質(zhì)心加速度等性能指標都符合指標要求。進而提高了駕駛員對坦克車輛的動力性、高度發(fā)揮車輛的機動性和靈活性，使主戰(zhàn)坦克在戰(zhàn)場上起到更大的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及坦克底盤主動懸掛系統(tǒng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于自抗擾控制的坦克底盤主動懸掛系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)

坦克，現(xiàn)代陸上作戰(zhàn)的主要武器，有“陸戰(zhàn)之王”之美稱，它是一種具有強大的直射火力、高度越野機動性和強大的裝甲防護力的履帶式裝甲戰(zhàn)斗車輛，主要執(zhí)行與對方坦克或其他裝甲車輛作戰(zhàn)，也可以壓制、消滅反坦克武器、摧毀工事和殲滅敵方有生力量。

坦克乘員的舒適性能很大程度上是由車輛懸掛系統(tǒng)所決定，來自車外的各種沖擊和振動都是通過懸掛系統(tǒng)進行傳遞和衰減。從人體工程學的角度，最大行駛車速與其說是受動力性的限制，不如說是受乘坐舒適性的限制。如果采用先進的懸掛技術(shù)使得行駛平穩(wěn)，那么駕駛員就能夠充分利用車輛的動力性、高度發(fā)揮車輛的機動性和靈活性，使主戰(zhàn)坦克在戰(zhàn)場上起到更大的作用。

坦克懸掛系統(tǒng)按振動控制方式可分為主動懸掛與被動懸掛。被動懸掛系統(tǒng)是以彈簧起減緩沖擊力的作用、減振器起衰減振動的作用，不需要外界能量輔助其工作，而是以暫時存儲或耗散能量的方式工作。而主動懸掛系統(tǒng)安裝了能夠產(chǎn)生抽動的裝置，能進行主動控制，是以外界控制力的方式來抑制路面對車身的沖擊力和車身的傾斜力。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于自抗擾控制的坦克底盤主動懸掛系統(tǒng)的 控制方法，能夠?qū)崟r對坦克在行進過程中所受到的沖擊和振動進行控制。

一種基于自抗擾控制的坦克底盤主動懸掛系統(tǒng)的控制方法，包括：

步驟一、建立路面隨機不平度時域模型；

步驟二、根據(jù)力學平衡原理，建立坦克底盤振動模型；

步驟三、選取狀態(tài)變量，并基于步驟一和步驟二建立的模型，建立坦克底盤主動懸掛系統(tǒng)的狀態(tài)方程；并且，根據(jù)坦克懸掛系統(tǒng)的性能指標要求，選定狀態(tài)方程的輸出變量；

步驟四、以坦克上的每個負重輪上方車體垂直振動位移作為控制輸出，其中，所述每個負重輪上方車體垂直振動位移為：其中，z為車身質(zhì)心位移；為車身角位移，l_i為第i個負重輪中心到車體中心的橫向距離，ρ_i表示第i個負重輪上方車體的垂直振動位移；根據(jù)步驟三中獲取的狀態(tài)變量以及選定的狀態(tài)方程的輸出變量，代入中，獲得x₁-l_ix₃，且令ζ_2i-1＝x₁-l_ix₃；其中，x₁、x₃分別為z和對應(yīng)的狀態(tài)變量；ζ_2i-1均表示第i個負重輪上方車體的垂直振動位移；將x₁-l_ix₃＝ζ_2i-1代入步驟三中建立的狀態(tài)方程進行變形，并令獲得積分串聯(lián)型模型；所述的積分串聯(lián)型模型的形式為和其中，D為步驟三中選取的狀態(tài)變量的個數(shù)；d為坦克負重輪個數(shù)；ζ_2i為第i+1個負重輪上方車體的垂直振動位移，ζ_2i-1為第i個負重輪上方車體的垂直振動位移，表達式P(x₁,x₂...x_D)代表系統(tǒng)內(nèi)部擾動和外部擾動的總和，稱為總和擾動；表達式T(u₁,u₂...u_d)代表虛擬控制量，x₁,x₂,...,x_D分別代表各狀態(tài)變量；u₁,u₂...u_d分別代表對應(yīng)的負重輪上方的實際控制量；