車載擔架隨機振動隔離系統(tǒng)主被動控制研究.pdf

1、轉(zhuǎn)運型急救車是連接現(xiàn)場急救和醫(yī)院救治的重要環(huán)節(jié)，其能否快速、高效、平穩(wěn)的完成運送任務直接影響傷病員的救治效率。目前國內(nèi)推行的轉(zhuǎn)運型救護車多改裝自輕型商務車或輕型越野車，其懸架系統(tǒng)仍為被動懸架，整車性能并不理想。大部分醫(yī)院均會配備部分國外品牌的救護車輛以滿足對高性能救護車的需求，但高昂的成本使其難以滿足日益增加的出車救護需要。因此積極開發(fā)先進技術(shù)，提高國內(nèi)救護車的技術(shù)水平具有重要的應用價值和經(jīng)濟意義。
　　車輛行駛過程中所受振動的振

2、源特性為隨機過程，振源激勵難以預測，出于對參考信號與系統(tǒng)外擾相關(guān)性的苛刻要求，前饋控制在車輛隨機振動控制問題中的應用受到了限制，主要通過反饋控制方法解決，這就難以避免控制器、作動器等引起的時間滯后。預瞄控制能在控制策略中包含系統(tǒng)未來的信息，在汽車懸架的主動控制和半主動控制當中表現(xiàn)出了良好的性能潛力。針對車載擔架的隨機振動控制問題，本文在為擔架進行隔振設計時，引入基于前軸的預瞄信息，為擔架設計了前軸預瞄最優(yōu)主動隔振系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容與成果

3、包括:
　　針對車載擔架所運載的臥姿人體對低頻段垂直、水平振動耐受力差的問題，著重考慮了車身底板及擔架的垂直運動和俯仰運動，以彈簧和阻尼器構(gòu)建車載擔架被動隔振系統(tǒng)，建立了二維六自由度車載擔架隨機振動系統(tǒng)動力學模型。分析了在路面不確定性激勵輸入下?lián)芨粽裣到y(tǒng)的垂直振動傳遞特性。以使擔架垂直振動和俯仰振動響應最小化為設計目標，應用遺傳算法對擔架隔振系統(tǒng)被動支承元件的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)進行了優(yōu)化設計，改善了擔架被動隔振系統(tǒng)的綜合性能。為

4、兼顧響應與控制兩方面矛盾的要求，以二維六自由度車載擔架隔振系統(tǒng)主動控制模型為研究基礎(chǔ)，應用最優(yōu)控制理論為車載擔架隔振系統(tǒng)設計了最優(yōu)控制器。針對優(yōu)化目標函數(shù)加權(quán)系數(shù)難以選擇的問題，應用遺傳算法的全局最優(yōu)搜索功能優(yōu)化選取加權(quán)矩陣。添加了卡爾曼濾波器進行狀態(tài)估計，通過有限的測量信號獲取系統(tǒng)數(shù)目繁多的狀態(tài)變量。借助MATLAB/Simulink工具箱，對系統(tǒng)進行模擬仿真，分析了最優(yōu)控制隔振系統(tǒng)改善車載擔架平順性的性能潛力。
　　為解決反饋