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现有应急救援车辆多采用被动悬挂结构,其元件参数无法依据车辆行驶状态与路面条件进行调整,难以保证应急救援车辆的越野行驶能力。主动悬挂系统通过执行机构输出能量抵消路面冲击,能够有效提高车辆在越野行驶工况下的车身稳定性与行驶平顺性,满足应急救援车辆对悬挂系统的性能需求。本文结合国家重点研发计划课题“高机动应急救援车辆(含消防车辆)专用底盘及悬挂关键技术研究”(项目编号:2016YFC0802902),以提高多轴应急救援车辆越野行驶工况下车身稳定性和行驶平顺性为目标,对主动悬挂系统及其相关控制算法进行了深入研究,主要研究工作如下:(1)设计了主动悬挂液压作动器伺服控制算法。针对伺服控制算法设计需求,建立了多轴应急救援车辆单主动悬挂二自由度动力学模型。分析主动悬挂液压作动器的动态特性,建立了作动器非线性模型。以Anti-Windup为基础,设计了主动悬挂液压作动器的非线性自适应PID伺服控制算法。通过仿真分析验证了该伺服控制算法在提高作动器跟踪控制精度与响应速度方面的有效性,为后续主动悬挂控制算法设计奠定基础。(2)设计了主动悬挂系统滑模预测控制算法。建立了整车九自由度动力学模型和随机路面模型。构建了基于Taylor展开算法的主动悬挂系统预测模型。结合模型预测控制与滑模控制思想设计了主动悬挂滑模预测控制算法。引入T-S模糊模型与自适应算法,降低了模型不确定因素对控制系统的影响,同时提升了系统的实时性与鲁棒性。通过与前述非线性Anti-Windup自适应PID伺服控制算法相结合,实现主动悬挂系统闭环控制。仿真结果表明,该主动悬挂控制系统对提高多轴应急救援车辆车身稳定性和行驶平顺性具有较好的控制效果。(3)设计了鲁棒H2/H∞控制算法用于主动悬挂与全轮转向系统联合控制。分析多轴应急救援车辆转向行驶工况下动力学特性及轮胎受力情况,建立了主动悬挂与全轮转向系统动力学模型与轮胎“魔术公式”模型。针对该系统的模型不确定性及内外部扰动,构建了鲁棒H2/H∞联合控制算法。仿真结果表明,该联合控制算法在保证多轴应急救援车辆转向能力的同时,进一步提高了车辆的车身稳定性和行驶平顺性。(4)设计并搭建了主动悬挂系统整车试验平台,对本文提出的滑模预测控制主动悬挂系统进行试验验证。对整车试验平台机械、液压及控制系统进行设计与搭建。以脉冲输入路面和连续起伏路面作为试验条件,应用本文提出的主动悬挂滑模预测控制算法进行越障试验。通过对比被动悬挂系统试验结果,进一步验证了主动悬挂系统的实际应用效果。