噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (3): 158-164.

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工程车辆3-RPS座椅悬架半主动滑模控制

樊书伟，燕碧娟，叶伟，张文军   

  1. （ 太原科技大学机械工程学院，太原030024 ）
  • 收稿日期:2022-10-08 修回日期:2023-02-27 出版日期:2024-06-18 发布日期:2024-06-18

Semi-active Sliding Mode Control of 3-RPS Seat Suspensions used in Construction Vehicles

  • Received:2022-10-08 Revised:2023-02-27 Online:2024-06-18 Published:2024-06-18

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摘要： 工程车辆处于恶劣的工作环境中，垂向单维度的被动减振无法满足实际需求。为解决该问题，依据可实现三维减振的3-RPS并联机构座椅悬架，提出一种新型三维控制策略。基于“座椅-人体”三维振动数学模型，设计一种新的三维天棚控制模型，作为滑模控制的参考对象。设计滑模控制器，并根据Lyapunov 稳定判据，对控制系统的稳定性进行分析判断。利用Simulink 软件建立座椅-人体受振模型，对处于E、F、G级3 种路面环境中，分别采用滑模控制以及被动控制模式的座椅的减振效果进行仿真对比分析。结果表明，相较于被动控制的座椅悬架，采用三维滑模控制的座椅悬架在垂直方向上的加速度下降率在38.88 %至57.06 %之间；俯仰方向上的角加速度的下降率在36.00 %至54.89 %之间；侧倾方向上的角加速度的下降率在49.58 %至59.97 %之间。且可有效降低垂直方向上的加速度峰值，对于冲击载荷减振性能良好。研究成果可为半主动多维减振座椅悬架控制策略的研究提供一定参考。

关键词: 振动与波, 工程车辆, 3-RPS并联机构, 三维天棚控制, 滑模控制