空气弹簧系统建模及其高度控制策略

• 作者: 李子璇 邬明宇 周福强 危银涛
• 来源期刊: 机电工程
• 学科: 交通运输
• 关键词: 空气弹簧 热力学分析 高度控制 空气悬架 比例积分微分控制
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 机械零件及传动装置|Mechanical Parts and Transmission
• 页码范围: 53-58
• 页数: 6页
• 分类号: TH135|U463.334.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-4551.2022.01.008

摘要

现有的空气弹簧系统建模复杂,并且在对空气弹簧系统进行高度控制的过程中容易产生振荡,针对这些问题,提出了一种热力学空气弹簧建模方法,以及基于比例积分微分(PID)的空气弹簧高度控制策略.首先,以空气弹簧系统为研究对象,采用了热力学分析方法,建立了以温度、压强为自变量的高精度非线性空气弹簧系统模型;然后,设计了空气弹簧高度的PID控制策略,并对上述系统模型进行了验证,即以质量流量G为PID控制系统的输入量,以车辆垂向模型反馈的车身高度等状态量作为控制系统的输出量;最后,采用MATLAB/Simulink,在不同工况下分别对无PID控制和有PID控制的策略进行了仿真对比分析.研究结果表明:所建立的空气弹簧系统模型可以有效地反映空气弹簧系统的动力学特性,相比于无PID控制器的情况,采用PID控制器的RMSE改善率最高可以达到34.1％;其控制精度得到了提高,减小了高度控制过程中产生的振荡,在实际应用中具有重要意义.