[发明专利]一种基于自抗扰控制的坦克底盘主动悬挂系统的控制方法

说明书

本发明公开了一种基于自抗扰控制的坦克底盘主动悬挂系统的控制方法。使用本发明的方法，能够在主动悬挂系统受自抗扰控制器的控制下，使坦克各负重轮上方车体垂直加速度和车体质心加速度等性能指标都符合指标要求。进而提高了驾驶员对坦克车辆的动力性、高度发挥车辆的机动性和灵活性，使主战坦克在战场上起到更大的作用。

技术领域

本发明涉及坦克底盘主动悬挂系统控制领域，具体涉及一种基于自抗扰控制的坦克底盘主动悬挂系统的控制方法。

背景技术

坦克，现代陆上作战的主要武器，有“陆战之王”之美称，它是一种具有强大的直射火力、高度越野机动性和强大的装甲防护力的履带式装甲战斗车辆，主要执行与对方坦克或其他装甲车辆作战，也可以压制、消灭反坦克武器、摧毁工事和歼灭敌方有生力量。

坦克乘员的舒适性能很大程度上是由车辆悬挂系统所决定，来自车外的各种冲击和振动都是通过悬挂系统进行传递和衰减。从人体工程学的角度，最大行驶车速与其说是受动力性的限制，不如说是受乘坐舒适性的限制。如果采用先进的悬挂技术使得行驶平稳，那么驾驶员就能够充分利用车辆的动力性、高度发挥车辆的机动性和灵活性，使主战坦克在战场上起到更大的作用。

坦克悬挂系统按振动控制方式可分为主动悬挂与被动悬挂。被动悬挂系统是以弹簧起减缓冲击力的作用、减振器起衰减振动的作用，不需要外界能量辅助其工作，而是以暂时存储或耗散能量的方式工作。而主动悬挂系统安装了能够产生抽动的装置，能进行主动控制，是以外界控制力的方式来抑制路面对车身的冲击力和车身的倾斜力。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于自抗扰控制的坦克底盘主动悬挂系统的 控制方法，能够实时对坦克在行进过程中所受到的冲击和振动进行控制。

一种基于自抗扰控制的坦克底盘主动悬挂系统的控制方法，包括：

步骤一、建立路面随机不平度时域模型；

步骤二、根据力学平衡原理，建立坦克底盘振动模型；

步骤三、选取状态变量，并基于步骤一和步骤二建立的模型，建立坦克底盘主动悬挂系统的状态方程；并且，根据坦克悬挂系统的性能指标要求，选定状态方程的输出变量；

步骤四、以坦克上的每个负重轮上方车体垂直振动位移作为控制输出，其中，所述每个负重轮上方车体垂直振动位移为：其中，z为车身质心位移；为车身角位移，l_i为第i个负重轮中心到车体中心的横向距离，ρ_i表示第i个负重轮上方车体的垂直振动位移；根据步骤三中获取的状态变量以及选定的状态方程的输出变量，代入中，获得x₁-l_ix₃，且令ζ_2i-1＝x₁-l_ix₃；其中，x₁、x₃分别为z和对应的状态变量；ζ_2i-1均表示第i个负重轮上方车体的垂直振动位移；将x₁-l_ix₃＝ζ_2i-1代入步骤三中建立的状态方程进行变形，并令获得积分串联型模型；所述的积分串联型模型的形式为和其中，D为步骤三中选取的状态变量的个数；d为坦克负重轮个数；ζ_2i为第i+1个负重轮上方车体的垂直振动位移，ζ_2i-1为第i个负重轮上方车体的垂直振动位移，表达式P(x₁,x₂...x_D)代表系统内部扰动和外部扰动的总和，称为总和扰动；表达式T(u₁,u₂...u_d)代表虚拟控制量，x₁,x₂,...,x_D分别代表各状态变量；u₁,u₂...u_d分别代表对应的负重轮上方的实际控制量；