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提梁机是铁路客运建设中,对混凝土箱梁运载的特殊大型施工设备。由于提梁机的自重和载重巨大,其悬架系统的性能直接影响着提梁机行走时的平稳性和安全性,因此,有效的提高悬架系统的性能是提升提梁机行驶性能的关键问题之一。 传统的提梁机采用的是刚度较大的被动悬架,其悬架的性能受到了很大制约,故本文提出了一种基于电液比例阀的液压主动悬架系统,并对其控制方法进行研究,分析其悬架系统性能。 本文针对MDEL900轮胎式提梁机行走支撑系统的工作特点,对其行走台车结构和行走支撑机构受力进行分析,阐述了悬架系统在工程车辆行驶中的重要作用,进而提出了液压主动悬架系统方案并对其进行分析。 通过对液压悬架系统的力学分析,提出了液压动载荷形成的原因并对动载荷进行了相关的计算分析。同时,分析了路面不平度对液压悬架系统的影响,包括对车架梁加速度的影响和对悬架油液压力的影响。为后续的仿真分析提供了理论支撑。 确定了液压悬架系统性能评价指标,建立了白噪声随机等级路面输入模型,并对左右路面输入相关特性进行了分析。选择了单轮模型作为本系统的研究对象,并对主动悬架和被动悬架的动力学模型进行了分析,得到了液压悬架动力学模型。根据阀控非对称缸的相关原理,推导出主动悬架液压系统数学模型,得到比例阀阀芯位移与活塞输出总位移之间的关系。 通过对最优控制方法进行理论分析,选择了适用于主动悬架系统的线性二次型最优控制。结合线性二次型控制理论,选择悬架动行程、轮胎动位移和车身加速度的加权平方和的积分值作为LQG控制器设计中的目标性能指数,根据系统的状态方程和最优控制理论,最终得到LQG最优控制器的控制力。 利用Matlab/Simulink仿真平台,分别对被动悬架系统和基于LQG控制器的主动悬架系统进行仿真分析,验证了基于最优控制的液压主动悬架系统方案的可行性。