珠海云梯车出租  云梯车液压式主动横向稳定杆系统设计与研究   珠海云梯车出租, 珠海云梯车, 珠海云梯车公司    以单轴主动稳定杆系统为控制对象，由ｄＳＰＡＣＥ内部运行整车动力学模型，在既定的车速、路面条件、转向工况等条件下展开实验。实验中使用的传感器有拉压力传感器、油压传感器和位移传感器。由于进行的是台架实验，所设计的侧向加速度测量模块暂时不考虑使用。文中对控制方案的设计为分层控制结构，同时又对下层控制器根据不同的控制目标提出两种方案。计对具体方案的实验结果提出了三个评价指标，即；侧倾角、侧倾角速度和反侧倾力矩。其中，反侧倾力矩是评价下层控制器性能的指标；侧倾角是从整个系统层面对设计内容的性能加以评价；通过对侧倾角速度的分析可以得到系统对行驶平顺性的影响。上述评价指标中，反侧倾力矩通过实验平台上的拉压力传感器数据计算得到，侧倾角和侧倾角速度则由车辆动力学模型模拟出。在实验的过程中上述参数通过ｄＳＰＡＣＥ上传到上位机中，利用ＣｏｎｔｒｏｌＤｅｓｋ软件将其图形化，更直观的表现出来。

    （１）侧倾角：侧倾角是主动稳定杆系统的控制目祿，也是衡量系统性能的关键指标。侧倾角的目标值是根据侧向加速度对应的侧倾角参考值提出的，由车辆动力学模型的侧向加速度确定。

    （２）侧倾角速度：乘员对振动的舒适度是评价行驶平顺性的主要根据鉴于０．３ＨＺ－３ＨＺ的振动频率范围是人体比较敏感的频域带，本文通过分析侧倾角速度的功率谱密度曲线，对两种控制方案加对比。

     （３）反侧倾力矩：反侧倾力矩是实现系统功能的关键性因素，该力矩能否准确、快速的实现直接影响系统的性能。上层控制器计算出目标值后，由下层控制器负责控制液压缸实现该力矩。本文以压力传感器信号计算得到的反侧倾力矩实际值与目标值作对比考察下层控制器的性能。

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      实验条件设置,  为了在现有条件下尽可能的使硬件在环仿真实验贴近实车实验，具体实验条件设置如下：云梯车初始速度为８０Ｋｍ／ｈ，在转向过程中不施加任何制动力矩和驱动力矩，路面平坦，附着系数为０．８。准确的车辆动力学模型是进行云梯车侧倾稳定性硬件在环仿真实验的基础，应在实际研究需要的前提下准确的建立车辆模型。云梯车动力学模型的建立通常有：人工、图形和计算机Ｈ种方法，本文使用的车辆动力学模型是利用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件的图形建模功能设计的。在ＩＳＯ车辆坐标系下，建立包括纵向、侧向、横摆、侧倾、俯仰、车身的垂向运动、４个车轮的垂向与旋转运动的１４自由度整车动力学模型。为了精确的描述轮胎的纵向力和侧向力，使用非线性Ｄｕｇｏｆｆ轮胎模型。

        由于侧倾稳定性对保障云梯车安全、舒适的驾驶有着重要意义，世界各国都很重视侧倾稳定性的实验，研究出多种云梯车侧倾稳定性的实验方法。归纳起来主要有Ｈ类：静态测试、稳态测试和极限工况测试。本实验的目的是为了验证主动稳定杆在云梯车高速转向时的性能，故采用极限工况测试方式。极限工况测试分为开环实验和闭环实验，实测试云梯车本身的侧倾稳定性，不包括驾驶员特性；闭环实验把云梯车和驾驶员同时纳入被控环节，通过对整个系统的分析和综合来评价云梯车的侧倾稳定性在本文的硬件在环仿真实验环节，考虑到实验目的和现有条件，采用开环极限工况测试方法。在具体实验的过程中，由ｄＳＰＡＣＥ模拟实验要求的方向盘转角，并输入到整车动力学模型和控制器中。所采用的实验工况为Ｊ型转向和双移线转向，两种转向工况对应的前轮转角。

     实验结果与分析,  在本文中对系统所采用的控制方案进行了介绍，在相同的上层控制方案下提出了两种下层控制方案。为了研究两种控制方案对主动稳定杆系统性能的影响，分别进行Ｊ型转向实验和双移线转向实验。实验结果中对侧倾角的分析采用主动稳定杆与被动稳定杆对比的方式进行，图中＂有控制＂为主动稳定杆硬件在环仿真实验结果，＂无控制＂为被动稳定杆离线仿真结果。 给出了Ｊ型转向工况下，上层控制器采用ＰＩＤ＋前馈控制算法，下层控制器采用基于ＢａｎｇＢａｎｇ控制算法的推杆位移控制方案实验结果。

       在Ｊ型转向工况下，反侧倾力矩很好地跟随目标值，响应速度快且稳态误差较小。这说明下层控制器采用位移控制方案时性能较好，满足系统的需求。如图ｂ所示，主动稳定杆将侧烦角维持在１°左右，相比被动稳定杆平均减小了３°左右，并且能够很好的跟随目标值，超调量和稳态误差较小。这从整体上反映出设计的控制器性能较好，改善了车辆的侧倾动力学响应，提高了车辆的侧倾稳定性。

   

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