[發明專利]一種履帶車輛垂直振動與俯仰振動協同控制方法

有效

• 申請號: 201711026517.8
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107839425B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 李劍峰;肖磊;范知友;劉春林;范鳳明;李睿;葛立坤
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: B60G17/018
• 分類號: B60G17/018
• 代理公司: 11011 中國兵器工業集團公司專利中心
• 代理人: 劉二格

本發明公開了一種履帶車輛垂直振動與俯仰振動協同控制方法，其包括以下步驟：(1)獲取控制器所需的狀態變量數值；(2)計算出虛擬的俯仰控制力矩與垂直控制力的數值；(3)進行控制力分配，將計算出虛擬的俯仰控制力矩與垂直控制力的數值按設定的分配方法進行各懸架垂直力的分配；(4)懸架按分配的數值執行動作，各懸架按實際特性根據分配的數值進行動作，實現履帶車輛垂直振動與俯仰振動的控制。本發明實現了在無需獲取路面信息且較小能量消耗的情況下，履帶車輛垂直振動與俯仰振動的精確控制。

技術領域

本發明屬于軍用履帶車輛、各種履帶式工程車輛控制技術領域，涉及一種履帶車輛垂直振動與俯仰振動協同控制方法。

背景技術

對于履帶式軍用車輛、工程車輛而言，使用環境，車輛的垂直振動與俯仰振動是衡量車輛平順性的兩個重要指標，因為垂直振動、俯仰振動與乘員的乘坐舒適性密切關聯，特別對于軍用履帶車輛，俯仰振動會對車輛的射擊精度有著較大影響。以往對于履帶車輛平順性的控制方法，一般以垂直振動為控制目標，不能從理論上同時實現對于履帶車輛垂直振動與俯仰振動的協同控制。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是：提供一種履帶車輛垂直振動與俯仰振動的協同控制方法，實現履帶車輛垂直振動與俯仰振動的控制，無需獲取路面信息，并且僅需要較小的能量消耗。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種履帶車輛垂直振動與俯仰振動協同控制方法，其包括以下步驟：

(1)獲取控制器所需的狀態變量數值

(2)計算出虛擬的俯仰控制力矩與垂直控制力的數值

(3)進行控制力分配

將計算出虛擬的俯仰控制力矩與垂直控制力的數值按設定的分配方法進行各懸架垂直力的分配；

(4)懸架按分配的數值執行動作

各懸架按實際特性根據分配的數值進行動作，實現履帶車輛垂直振動與俯仰振動的控制。

其中，所述步驟(1)中，采用位移傳感器實時測出履帶車輛車體的相對垂直位移以及車體的俯仰角度，并將所測數值送至控制器。

其中，所述步驟(1)中，采用加速度傳感器實時測出履帶車輛質心的垂直振動加速度和俯仰角加速度，通過積分獲取車體的相對垂直位移以及車體的俯仰角度，并且將所測數值送至控制器。

其中，所述步驟(2)中，獲取所需控制的履帶車輛的質量、俯仰轉動慣量、懸架等效垂直剛度，將車輛的特性參數、負重輪與履帶車輛車體的相對垂直位移以及車體的俯仰角度以及上述兩個量的微分進行組合運算，計算出虛擬的俯仰控制力矩與垂直控制力的數值；

其中，所述步驟(2)中，虛擬的俯仰控制力矩與垂直控制力的數值計算公式為：

q＝[Z_s θ]^T

其中，Z_s為車體的垂直位移，θ為車體的俯仰角度，λ、k為正定矩陣，sgn為符號函數，F_z為虛擬的垂直控制力，M_y為虛擬的俯仰控制力矩，K、M為常數。

其中，K、M數值的計算公式為：

m_s為履帶車輛懸架支撐部分的質量，I_y為該部分的俯仰轉動慣量，k_i為第i懸架等效垂直剛度，n為負重輪對數，l_i為第i懸架支點至質心的水平位移。