[发明专利]一种履带车辆垂直振动与俯仰振动协同控制方法

说明书

本发明公开了一种履带车辆垂直振动与俯仰振动协同控制方法，其包括以下步骤：(1)获取控制器所需的状态变量数值；(2)计算出虚拟的俯仰控制力矩与垂直控制力的数值；(3)进行控制力分配，将计算出虚拟的俯仰控制力矩与垂直控制力的数值按设定的分配方法进行各悬架垂直力的分配；(4)悬架按分配的数值执行动作，各悬架按实际特性根据分配的数值进行动作，实现履带车辆垂直振动与俯仰振动的控制。本发明实现了在无需获取路面信息且较小能量消耗的情况下，履带车辆垂直振动与俯仰振动的精确控制。

技术领域

本发明属于军用履带车辆、各种履带式工程车辆控制技术领域，涉及一种履带车辆垂直振动与俯仰振动协同控制方法。

背景技术

对于履带式军用车辆、工程车辆而言，使用环境，车辆的垂直振动与俯仰振动是衡量车辆平顺性的两个重要指标，因为垂直振动、俯仰振动与乘员的乘坐舒适性密切关联，特别对于军用履带车辆，俯仰振动会对车辆的射击精度有着较大影响。以往对于履带车辆平顺性的控制方法，一般以垂直振动为控制目标，不能从理论上同时实现对于履带车辆垂直振动与俯仰振动的协同控制。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种履带车辆垂直振动与俯仰振动的协同控制方法，实现履带车辆垂直振动与俯仰振动的控制，无需获取路面信息，并且仅需要较小的能量消耗。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种履带车辆垂直振动与俯仰振动协同控制方法，其包括以下步骤：

(1)获取控制器所需的状态变量数值

(2)计算出虚拟的俯仰控制力矩与垂直控制力的数值

(3)进行控制力分配

将计算出虚拟的俯仰控制力矩与垂直控制力的数值按设定的分配方法进行各悬架垂直力的分配；

(4)悬架按分配的数值执行动作

各悬架按实际特性根据分配的数值进行动作，实现履带车辆垂直振动与俯仰振动的控制。

其中，所述步骤(1)中，采用位移传感器实时测出履带车辆车体的相对垂直位移以及车体的俯仰角度，并将所测数值送至控制器。

其中，所述步骤(1)中，采用加速度传感器实时测出履带车辆质心的垂直振动加速度和俯仰角加速度，通过积分获取车体的相对垂直位移以及车体的俯仰角度，并且将所测数值送至控制器。

其中，所述步骤(2)中，获取所需控制的履带车辆的质量、俯仰转动惯量、悬架等效垂直刚度，将车辆的特性参数、负重轮与履带车辆车体的相对垂直位移以及车体的俯仰角度以及上述两个量的微分进行组合运算，计算出虚拟的俯仰控制力矩与垂直控制力的数值；

其中，所述步骤(2)中，虚拟的俯仰控制力矩与垂直控制力的数值计算公式为：

q＝[Z_s θ]^T

其中，Z_s为车体的垂直位移，θ为车体的俯仰角度，λ、k为正定矩阵，sgn为符号函数，F_z为虚拟的垂直控制力，M_y为虚拟的俯仰控制力矩，K、M为常数。

其中，K、M数值的计算公式为：

m_s为履带车辆悬架支撑部分的质量，I_y为该部分的俯仰转动惯量，k_i为第i悬架等效垂直刚度，n为负重轮对数，l_i为第i悬架支点至质心的水平位移。