浅析提高钻井工程监督工作绩效管理及轿车悬架设计-麦弗逊独立悬架文献综述

PAGE1浅析提高钻井工程监督工作绩效管理【摘要】针对长庆油田钻井施工过程中工程质量监督的内容和要求，介绍了川庆长庆监督公司在围绕提高监督绩效方面开展的监督机制建设、人员培训、管理办法等监督管理研究。【关键词】钻井质量监督绩效管理1前言钻井工程是勘探开发过程的重要环节，钻井的安全、速度、质量与发现油气层、保护油气层、提高油气产量息息相关。钻井监督在油气勘探开发过程中，既是管理手段的延伸，又是控制好施工过程中安全和质量的重要执行者，钻井监督的素质对搞好钻井工程实施显得尤为重要。因此，选拔、培养、建设一支高素质的钻井监督队伍是摆在钻井工作者面前的紧迫任务，也是健全监督体系的需要。为了更好的服务油田建设，提高监督绩效，川庆长庆监督公司在实施监督与管理过程中总结了一些行之有效的经验和做法。2完善监督体系，保障监督效果建立完善监督体系建设，是持续提高监督工作水平的重要途径，也是有效保障监督工作有序开展的基石。公司在成立之初，积极着手于整章建制工作。对钻井现场监督方面，主要研究开发了《钻井现场监督工作指导书》、《钻井、固井施工工序监督流程图》、《钻井质量监督巡回检查路线图》等体系文件。2.1《钻井现场监督工作指导书》系统的描述了监督人员从开始检查－发现问题－解决处理－如何处理－总结评价的一个作业过程指导，重点解决了监督人员在施工现场如何开展监督检查工作，规范了监督人员的作业流程。2.2《钻井工程监督手册》收集整理了钻井作业中不同工况下的监督检查依据、行业标准和企业内部的规定，为监督公平、公正的执法提供了依据和参照标准，避免了个别监督人员在监督检查过程中依靠“经验检查”的“主观性和随意性”。2.3《钻井、固井施工工序监督流程图》（见图1）：根据长庆油田公司对钻井工程质量要求及相关规定，结合钻井行业标准，将钻井施工工序进行逐步分解，对各施工环节可能影响工程质量的因素进行识别和评价，制定出了各施工环节的检查要点、检查内容、检查依据和参照标准。为监督人员更好的开展现场监督提供了有力的保障。钻井施工工序监督程序图（图1）监督要点1.长油技管字〔2003〕4号；2.长庆油田试油与天然气井井控实施细则1.设计2.《采油（气）工程方案》取芯井段、进尺和收获率是否符合设计要求监督要点1.长油技管字〔2003〕4号；2.长庆油田试油与天然气井井控实施细则1.设计2.《采油（气）工程方案》取芯井段、进尺和收获率是否符合设计要求钻开油气层前的申报验收制度落实；加重材料的储备情况；保护油气层材料的准备情况；井控措施的执行情况；进入油气层前钻井液体系的转化和处理取芯卡层是否准确取芯收获率是否达到设计要求直井段的防斜防碰措施落实与否，斜井井身结构是否符合设计要求，造斜点是否与设计一致二开钻进一开过程二开前验收开工前验收监督流程有无设计，设计内容、设计审批程序是否符合要求，井控设施是否齐全设计是否到位、是否使用钻井工程设计标准文本；设备安全装置、护罩是否齐全完好；施工队伍和施工人员的资质是否满足要求；井场和井场摆放是否符合油、气井井场规范要求套管规格是否符合要求，是否有检验合格证，商检报告钢级、壁厚、尺寸是否满足设计，是否摆放在管架上，表层测斜情况表层钻井液是否符合设计环保要求；表层套管数据是否准确；下套管作业是否符合操作规程；表套下深是否达到设计要求，固表层水泥标号、数量是否与设计一致，水泥浆密度是否达到设计要求；水泥浆是否返到地面；表层侯凝时间是否达到24小时1.长油技管字〔2003〕4号；2.长庆油田试油与天然气井井控实施细则设计封井器试压要求及压井材料准备情况井控设施及地层试压是否按照设计执行，加重材料储备是否符合设计要求气井、加密调整井井口、防喷器及节流管汇安装是否符合设计要求，是否经过试压；固控设备安装、运行是否正常；丛式井防碰图绘制是否正确，工艺堵漏是否按照设计进行，钻开油气层的泥浆密度是否符合要求直井、定向井、丛式井直井段测斜是否执行30米测斜要求《采油工程方案》执行标准或文件监督内容钻开油气层测、录井质量标准及合同测井曲线是否合格，连斜是否中靶测井过程中井控座岗制度（特别是气井、注水井区块的开发井）；起出测井仪器时往井内灌钻井液情况；井控措施的执行情况；电测遇阻通井时措施执行情况；定向井电测连斜数据和单点测斜数据的吻合情况；电测综合解释情况和油层数据钻井液性能是否满足油气层保护及井控需要，井控措施、泥浆密度是否符合要求完井电测钻开油气层测、录井质量标准及合同测井曲线是否合格，连斜是否中靶测井过程中井控座岗制度（特别是气井、注水井区块的开发井）；起出测井仪器时往井内灌钻井液情况；井控措施的执行情况；电测遇阻通井时措施执行情况；定向井电测连斜数据和单点测斜数据的吻合情况；电测综合解释情况和油层数据钻井液性能是否满足油气层保护及井控需要，井控措施、泥浆密度是否符合要求完井电测固井作业下套管作业长油技管函字〔2003〕11号测三样《采油（气）工程方案》、《固井注水泥施工作业规程》《长庆油田公司油气井套管管理规定》及下套管作业要求完井后提交资料是否齐全、准确、及时；现场工程和钻井液资料填写是否及时、准确、真实、单点及多点测斜数据是否准确长油技管函字固井作业下套管作业长油技管函字〔2003〕11号测三样《采油（气）工程方案》、《固井注水泥施工作业规程》《长庆油田公司油气井套管管理规定》及下套管作业要求完井后提交资料是否齐全、准确、及时；现场工程和钻井液资料填写是否及时、准确、真实、单点及多点测斜数据是否准确长油技管函字〔2003〕2号《采油（气）工程方案》及固井质量评定标准完井完井资料是否齐全、整洁、准确套管及附件的合格证，现场五道工序检查，下套管作业是否规范，是否用液压套管钳上扣，是否双钳紧扣，是否双吊卡下套管生产套管的运输、储存是否符合要求；在套管场是否进行过八道工序检验；套管的摆放是否符合要求；下套管前是否通井，钻井液性能是否符合要求；到井套管的产地、钢级、壁厚、扣型是否符合设计，出厂合格证、质检报告、商检报告是否齐全；下套管的上扣扭矩、扶正器的下入数量、位置是否正确，灌钻井液是否及时，剩余套管数量是否正确，下入深度是否准确；是否经过现场的检查（通内径等），丈量数据是否正确，丈量数据是否准确，附件是否齐全，联顶节的长度是否符合要求固井设计是否满足采油工程方案，化验报告及水泥浆量。施工是否连续正常施工单位提交的水泥浆化验单、固井设计、固井用水的储备和到井水泥的数量是否和设计相符，注水泥时水泥浆密度的测定和监控，施工过程的连续性，注水泥浆排量、替量、碰压是否正常。监督人员必须到位，认真检查固井质量、水泥返高、人工井底、短套管位置是否符合要求侯凝时间是否符合要求，固井质量、水泥返高、人工井底、短套管或分级箍位置是否符合要求试压及井口割焊是否符合要求套管试压压力和压力降是否符合设计要求。完井井口装置和井口的焊接是否符合设计要求HSE管理安全、环保措施的落实情况及紧急预案的演练情况是否有HSEHSE管理安全、环保措施的落实情况及紧急预案的演练情况是否有HSE计划书，应急预案、逃生路线及相关措施制度的建立和落实情况、上岗人员的持证情况、操作人员上岗是否按规定穿好劳保用品、操作是否按安全规定执行，有无违章操作、违章作业现象，现场的安全、环保设施是否齐全、可靠。安全合同及相关安全规定完井监督总结：对所监督井的评价，发现的问题以及处罚汇总，仍然存在的共性问题，下一步监督工作的努力方向。对钻井队、录井队、测井队、固井队的评价。是否存在遗留问题，对以后作业的提示。固井工程质量监督程序图监督流程一、套管的摆放：1.离地面大于0.5米；2.堆垛高≤1.6米；3.层数不超过6层；4.套管层间要有垫木，位置上下一致；二、套管检验（常规螺纹执行十道工序，特殊螺纹执行五道工序）；1.接箍、管体、螺纹外观；2.钢级、壁厚；3.直线度（10%）；4.长度（全部）；5.锥度（10%）；监督流程一、套管的摆放：1.离地面大于0.5米；2.堆垛高≤1.6米；3.层数不超过6层；二、套管检验（常规螺纹执行十道工序，特殊螺纹执行五道工序）；1.接箍、管体、螺纹外观；2.钢级、壁厚；3.直线度（10%）；4.长度（全部）；5.锥度（10%）；6.通内径；7.螺纹机紧度（10%）；8.紧密距（10%）；9.探伤（10%）；10.清水试压（特殊气密扣可以不做）；（1）﹤219.07mm20-30MPa稳压压3分钟；（2）244.5-298.45mm15-20MPa稳压压3分钟；（3）339.7mm10-15MPa稳压压3分钟；（4）﹥406mm8-10MPa稳压压3分钟，查看记录；三、套管的吊装拉运：1.吊装用吊带，抓管机必须有防护胶皮一、通井：电测完下套管前要认真通井，确保套管顺利下到预定的位置。二、套管入井前的5道工序检验：1.外观检查（包括：接箍、管体有无变形或伤痕等）；2.核对送井套管的生产厂家、钢级、壁厚是否与设计一致；3.清洁丝扣（包括护丝），查看螺纹及密封面是否有划痕、锈蚀等）；4.通内径；5.丈量长度。三、下套管作业：1.查看套管记录（包括：短套管位置、下深、套管的入井顺序）；2.要用专用的套管密封脂（气井产层套管必须用Catts101）；3.上扣扭矩达到要求（下气井产层套管必须使用扭矩钳）4.控制下放速度；5.及时灌满泥浆；6.查看套管是否下到预计的位置；7.查看开泵循环是否正常。一、表层套管的规格满足要求；气井必须是无缝管；二、下深满足要求：油井表层下深大于100米；距井底不大于0.5三、固井施工：1.严格执行设计；2.固井所用水泥量充足；3.水泥浆密度达到设计要求；4.计算顶替准确，井底水泥塞长度在20米1.查看井口回填是否牢固；2.查看侯凝时间是否符合要求；3.查看固井质量、水泥返高、人工井底、短套管位置等是否达到设计要求；4.套管串试压是否满足要求。监督流程套管场1.查看水泥库2.查看固井附件3.查看固井设备4.查看固井施工1.查看表层套管2.查看套管下深3.查看固井施工提高地层承压能力的堵漏措施1.通井2.下套管1.查看固井施工设计；2.认真填写固井施工卡片及水泥浆原始记录完井固井资料上报《长庆油田分公司固井技术规定实施细则》《长庆油田分公司固井技术规定实施细则》《长庆油田分公司固井技术规定实施细则》《长庆油田分公司固井技术规定实施细则》《长庆油田分公司固井技术规定实施细则》《长庆油田分公司固井技术规定实施细则》监督流程《长庆油田分公司固井技术规定实施细则》1.井口安装2.固井质量检测3.套管串试压4.完井交接，填写试压卡片及交井单固井施工作业通井、下套管作业提高地层承压能力表层固井施工固井施工单位监督流程1.套管的摆放2.套管的检验3.套管的吊装拉运1.认真填写“产建项目组月份固井统计表”和“按项目组提供的每月报表汇总”；2.及时上交“固井施工质量监督卡”和“固井工程单井固井工作量签认单”。一、严格执行工程设计，气井必须堵漏，提高地层承压能力，满足固井要求；二、堵漏措施：1.堵漏时机选在进入石盒子打开气层前；2.控制堵漏材料的配比；3.尽可能提高挤入量；4.井口稳压值大于6MPa，满足固井工艺要求。1.是否有固井施工设计，有关人员的审核签字是否齐全；2.查看送井水泥种类、数量是否达到设计要求；3.注水泥时查看水泥浆密度是否达到设计要求；4.注水泥、顶替时查看井口返出泥浆情况，是否井漏？5.顶替碰压后，查看稳压值，最少稳压5分钟以上，是否能稳住压。一、查看固井所用材料：1.水泥、外掺料、外加剂等是否达标；2.材料是否受潮；3.所用固井材料、附件的检验证、合格证是否齐全；二、查看设备：1.装灰设备要达到两级过滤（最好用振动筛+滤网）；混办能力达到3遍以上，确保均匀；2.化验设备达到资质验收的标准（油井固井至少具有常规的化验仪器）；3.固井主体设备的查验与队伍资质档案一致；三、查看固井资料是否按时填写、准确齐全。2.4《钻井质量监督巡回检查路线图》（见图2）：根据现场钻井质量的检查要点，制定规范了现场监督巡回检查路线和流程，避免了现场监督检查不到位的现象发生。现场监督巡回路线图（图2）3明确职责、配备资源3.1公司成立了由总经理全面负责、副总经理分管、业务职能科室帮促指导、现场监督部具体落实的分级管理模式，形成定期下达监督计划－检查、考核－总结、分析－评价、改进的PDCA循环管理模式，保证了监督工作持续改进、不断提高。3.2为满足现场监督工作的需要，运用科学的监督工具，弥补监督工作的不足。公司给现场监督人员分别配备了笔记本电脑、数码照相机、移动硬盘，给基层监督部配备了电子多点测斜仪、六速旋转粘度计、API失水仪、游标卡尺、有毒有害气体检测仪、接地电阻检测仪等工具设备。保证了监督人员的信息传递、资料拷贝、现场取证、检查监测等工作的落实，提高了监督实效。4完善机制、提升素质监督业务素质的高低，决定监督的服务质量和监督效果。为不断提升监督人员素质，满足甲方对监督服务的要求，公司在制度建设和人员培训方面总结了一些行之有效的经验。4.1建立有效的激励机制，推行监督人员薪酬等级制管理办法，力改经济待遇上的平均主义和“大锅饭”现状，激发监督人员工作责任心和工作主动性。4.2落实开展“三个一”活动。即每月开展一项质量问题专题治理活动；每月进行一次监督部综合考核评比活动；树立一个模范试点单位。通过推行模范试点工程，组织各监督部管理人员、现场监督代表到模范试点单位和同行业的监督单位进行观摩交流，借鉴好的经验与做法，提高监督管理水平。4.3公司把提高员工素质作为能力建设的根本，坚持开展以月度集中培训与日常培训相结合，理论培训与现场指导相结合，个人自学与送外培训相结合的培训制度。全面推行“五步四法”培训模式（即：“找准问题、选定讲师、收集教案、组织学习、跟踪检查”五步培训心得和“集中灌输培训法、专业分组培训法、自学完善充电法、经验交流互补法四种培训方法）取得了明显效果。4.4保证监督活力、优化监督队伍结构。首先是通过公开竞聘（招聘）的方式，从业务技能、职责履行、道德品质、文化素质、工作经验等五个方面进行测评、优选监督人员，把好人员入口关。其次是通过对监督人员进行综合绩效考核，对考核不合格的人员实行“待岗培训和末尾淘汰制”，保证监督人员的整体素质始终能够满足监督工作的需要。第三是对待岗人员、新招聘人员采取了先培训、后上岗以及“传帮带”和实施“五步四法”培训模式等方式方法，提升监督人员业务素质。5摸索钻井监督工作方法，实施科学监督为保障钻井施工过程中各个作业环节全面受控，我们在实践中摸索了“确保一个全面，突出六项职能，处理好五个关系”的监督方法，取得了较好的效果。5.1确保一个全面。钻井施工中任何一个关键工序出现问题，都将严重影响生产井的开发效果。为此，我们采取了“驻巡”相结合的监督模式，即驻井监督负责日常生产过程中的监督管理，保证各个施工环节全面受控，巡井监督负责对查出问题和隐患整改的跟踪验证。为保证跟踪验证的效果，我们制定了钻井隐患及质量监督工序表，其主要内容包括打开油层前后、下套管作业、固井等施工中每一道重点工序。依据钻井质量监督工序表的内容和标准，监督人员在任何情况下都能做到对每一道重点工序进行监督，保证了监督工作的全面性。5.2突出六项职能。充分发挥“监督、评价、协调、参谋、培训、咨询”的六项职能作用，自上而下建立了监管沟通机制，由监督员每口井向施工单位出据《项目HSE工作评价报告》，监督部每周向油田公司产建项目组出据《HSE监督周报》，监督公司每月向油田公司出据《月度监督评价报告》，及时为基层管理提出合理化建议，积极发挥参谋作用。其次，推行了“叫停-沟通-教育-纠正-通报-处罚-分析”的“七步法”违章查纠程序，加强了与违章人员的沟通和交流，在掌握违章动机的前提下针对性选择事故案例进行安全教育，在确保认识到位的前提下按照相关标准进行处罚，通过阶段性统计分析找出违章分布规律，协助管理层采取帮教措施。第三，建立了要事通报制度，将现场查纠的重大隐患书面告知油田公司主管部门，与相关主管部门建立了工程质量信息共享机制。第四，积极与被监督方和服务方开展了监督质量回访，分析施工方的意见和建议，提出监督工作的改进措施。5.3钻井监督要处理好几个关系组织协调井场各方面的关系，是钻井监督现场工作的主要任务之一。钻井监督工作内容多，接触面广，日常工作中会遇到许多矛盾，需要协调处理。实践证明，在实行甲乙方新的管理体制下，必须正确认识和协调组织好井场各种关系。5.3.1安全、速度和质量的关系一个安全的工作环境，对于作业者和承包商都是至关重要的，生产安全是提高质量和加快速度的保证，作为一名监督要清醒地认识到，安全生产是企业发展的前提，是构建和谐企业的有力保障。因此，监督要正确处理好安全、速度和质量的关系。5.3.2监督与施工方的关系（1）在工作上和交往活动中，监督不能摆出高高在上“主人”的架势，视施工方为“仆人”。在工作中要按合同办事，分清甲乙方责任。尤其在乙方出现问题和困难时，甲方监督要积极创造条件，提供帮助，使乙方克服困难，解决问题，切莫袖手旁观。但在思想上要统一认识，有共同的奋斗目标，这就是要共同努力，把井打好，保证钻井施工的正常进行。（2）监督要在工作中要充分调动施工方的积极性和主动性。对施工方人员的素质、队伍管理、劳动纪律和设备管理，除按合同要求执行外，不要过多直接干预，不要直接去管理设备，发现问题及时向乙方提出改正意见。如施工方不及时改正，就重大问题与主管领导沟通后，可采用“备忘录”的形式向有关单位提出，由领导出面进行解决。（3）摆正关系，公正执法。对监督而言，要严格按照合同条款必须正确执行，要强调经济制约手段，发挥出技术水平和管理水平，提高施工方的服务质量。5.3.3现场管理与计划管理的关系。钻井监督一般来说都忙于现场技术和安全管理工作，对于计划管理往往不够。新的管理体制要求必须做好计划管理，监督要有预见性，必须经常了解甲乙方库存资料、各阶段工作要求、后勤供应现状等，使每项作业、每道工序能有机地衔接上，保持工作的连续性。5.3.4监督工作与自身提高的关系。钻井监督大多是来自于现场工作经验丰富或经过大专院校培养出来的技术干部。但随着时代的发展，科学的进步，钻井监督除了搞好自身工作外，都有一个再学习、再提高的任务，只有不断的学习，提高技术和管理水平，才能提高钻井监督的工作水平。提高的途径非常广，互相学习，参加培训都是好的办法，如电脑培训，就是为今后井场资料管理打下基础。钻井监督要严格要求自己，技术上要精益求精，用科学的态度进行工作，要不断提高自己的政治素养和管理水平，要以身作则，廉洁奉公，一尘不染，要在职工中树立一个好的形象，只有这样，钻井监督才能站住脚，说话有力，才有人听。6结束语通过不断完善监督体系建设，优化监督结构，发挥监督职能，正确处理好监督与服务方、被监督方的关系，有效的提高了监督工作绩效，满足了油田公司对监督服务的要求，同时也为公司进一步开拓市场树立了良好的形象，奠定了坚实的基础，也为油田产能建设发展起到了保驾护航的作用。广西科技大学（筹）毕业设计（论文）附录资料课题名称轿车悬架设计—麦弗逊独立悬架学院汽车与交通学院专业交通运输（汽车电子技术与检测诊断）班级交Y学号姓名指导教师20年1月6日

目录一、英文原文3二、中文翻译9三、方案论证14

一、英文翻译SurveyofControllableSuspensionSystemforOff-roadVehiclesAbstract：Thecontrollablesuspensionsystemcanimprovetheperformancesofoff-roadvehiclesbothonroadandcross-country．Sofar，fourcontrollablesuspensions，thatis，bodyheightcontrol，active，semi-activeandslow-activesuspensions，havebeendeveloped．Foroff-roadvehicles，theslow-activesuspensionandthesemi-activesuspensionwhichhavecontrollablestiffness，dampingandbodyheightaremoreappropriatetouse．Formanyyears，somecontrolmethodologiesforcontrollablesuspensionsystemshavebeendevelopedalongwiththedevelopmentofmoderncontroltheory，andtwoormoreoriginalcontrolmethodsareintegratedasanewcontrolmethod．Today，formilitaryorcivilianoff-roadvehicles，theR&Dofcontrollablesuspensionsystemsisongoing．KeyWords：controltheory；survey；controllablesuspension；off-roadvehicleThesuspensionsystemisanimportantpartofthevehicle，whichinfluencesridingcomfortandhandle-stabilitygreatly．Sincethefirstpairofleafspringwasusedincarriage，suspensionsystemswereuncontrollableforalongtimeandnamedaspassivesuspensionsystem．Atypicalpassivesuspensionsystemconsistsofsprings，dampersandsomecontrolarms，whichareonceinvariabledesigned．But，theroadsforvehiclerunningarevarious．Forthevehicle’ssuspensionsystem，differentkindsofroadsmakedifferentinputs．Thus，differentsuspensionparameters，suchasstiffness，dampingandbodyheight，shouldbedesignedtominimizetheimpactfromgroundandthejounceofbody．However，it’simpossiblethatthetraditionalvehicleswithinvariablepassivesuspensionsystemperformwellonmultifariousroads．Foroff-roadvehicles，theconflictbetweenchangefulroadsandchangelesssuspensionsismoreprojectingthanroadvehicles．Mostofoff-roadvehiclesarestillusingthepassivesuspensionsystemsandhavehigherstiffness，dampingandbodyheighttoovercometheroughroadorcross-country．However，thesevehiclesshowworseridingcomfortandhandlestabilitythanroadvehiclesonnormalroads．Forthesereasons，thecontrollablesuspensionsystemsshouldbethebestchoiceforvehicles，especiallyfortheoff-roadvehicles．1CategoriesofControllableSuspensionSystemThecontrollablesuspensionsystemisageneralreferenceofthenon-passivesuspensionsystem，theantonymofpassivesuspensionshouldbeactivesuspensionBut，inthesuspensioncontrol，theactivesuspensionisaspecialtypeofcontrollablesuspensions．Today，thecontrollablesuspensionscanbedividedintofourcategoriesaccordingtothecontrolledobjectsandstructures．Theyarebodyheightcontrol，active，semi-activeandslow-activesuspensions．Thequarter-vehiclevibrationmodelsofthesedifferentcontrollablesuspensionsystemsareshowninFig．1．1．1BodyHeightControlSuspensionSystemThebodyheightcontrolsuspensionsystemisthepioneerofcontrollablesuspensionsystems．ThefirstbodyheightcontrolsuspensionsystemwasusedinCitrOenDS19launchedin1955andmadeinFrance．Itadoptsfourcontrollableairspringsandcanadjustobviouslythattheactivesuspensionsystemimprovesthebodyheightaccordingtorunconditionandloadtoguaranteeproperwheeltravels[1].Thiskindofsystemisthesimplestcontrollablesuspensionsystem，usuallyfoundinluxuriousbusesandpickuptrucks．Abusequippedwiththissystemcankeepthebodyheightunchangingwhetheritisemptyorfull．Thebodyheightcontrolsuspensionsarealsodesignedforthepickuptruck’srealsuspensions，itcankeepthebodyhorizontal，whetheritlinksatrailerornot．Themainstructuraldifferencebetweenthebodyheightcontrolsuspensionandthepassivesuspensionisthattheformerhasaheightcontrolsystemadditionally，whichincludesbodyheightsensors，heightdrivesandacontroller，asshowninFig．1(a)．Itaimsatcontrollingthebodyheightonly，thoughthesuspension’sstiffnessanddampingalsochangeinthecontrolprocess．Theinputsmainlyincludethespeedofvehicleandthedistancebetweenbodyandwheel，whicharecollectedbyspeedanddisplacementsensors．Theproperbodyheightdatashallbecalculatedbasedonacertaincontrolstrategybythebodyheightcontrolsystemandoutputtotheexecutingmechanism．1．2ActiveSuspensionSystemTheconceptofactivesuspensionwaspresentedearlyin1954[2]．Thompson，in1960’s，consummateditsbasicstructureandcontrollawandprovedthatso-calledful1-activesuspensionsystemcouldimprovetheperformancesofvehicleeffectively．Since1980’s，theresearchachievementsonactivesuspensionhadbeenputintouse.Sometestingvehicleswerebuilt[3].Theexperimentforthesevehiclesshowedobviouslythattheactivesuspensionsystemimprovesvehicle'sperformancegreatly.Theactivesuspensionsystemconsistsofsensors,controllersandforceactuators，asshowninFig．1（b）[4].And，fordrivingforceactuators，anadditionalpowerisnecessary．Itadoptstheforceactuatortoreplacethecustomaryspringandabsorber．Theforceactuatorscanbecontrolledtoproduceappropriateforcestosupportthebody，wheneverthevehiclerunsinanyroad．Thebodyandwheelsensorsareusedtomeasuretheaccelerationsofthebodyandwheelandprovidethesedatatothecontroller．Thelatterprocessesthesedataandoutputssomeinstructionstotheforceactuatoraccordingtopredefinedcontrolstrategywhichdeterminesthequalityoftheactivesuspensionsystem．Althoughtheactivesuspensionsystemhasbeenpresentedformorethanfiftyyears，ithasn’tbeenlargelycommercializedyetuptonow．Ofcourse，thetechnicalandeconomicreasonscoexist．Intechnology，today’sactivesuspensionsystemscanworkwellinlowfrequencybandbutnotinhighfrequency，sincetheforceactuatorsseemstoostifftocontrol[5]．Althoughsomeactivesuspensionsystemscanoperatewellupto70Hz[6]，theywillconsumeenergyverymuch[7]．Oneofthemethodstoreducethepowerconsumptionusesspringsanddampersinparallelwiththeactuators．Inaddition，italsoimprovesthesecurityoftheactivesuspensionsystem．But,asanegativeresult,thesystemresponsewillbedecreased．Ineconomy，buildingandoperatinganactivesuspensionsystemcoststoomuch．Itfatallylimitstheactivesuspensionsystemstobeextended．1．3Semi-activeSuspensionSystemThesemi-activesuspensionsystemwaspresentedlaterbutappliedearliertothevehiclesthanactivesuspensionsystem．Thecontrollablesuspensionsystemwithadjustablestiffnessanddampingwasintroducedinearly1970’s．Italmostdoesnotconsumeenergy，sincetheforceactuatorswhichneedtoomuchenergyareeliminated．So，itiscalledassemiactiveornopoweractivesuspensionsystem．Thecommonsemiactivesuspensionsystemsonlycontrolthedampingofsuspensionactively，andsomeseniorsemiactivesuspensionsystemsalsocontrolthestiffness．Infact，asemi-activesuspensionsystemisjustapassivesuspensionsystemwithcontrollabledampingandstiffness，asshowninFig．1(c)．So，itsperformancesarestillnotasgoodastheactivesuspensionsystem．Afamouscontrolmodelofthesemiactivesuspensionsystemwasso-calledSky-HookDampingControlproposedbyKarnoppin1973[8]．Inthismodel，asupposedinertialdamper，calledasSky-Hookdamper，issetbetweenasprungmassandavirtualfixedSky-Hook．TheforceoftheSky-HookdamperproportionaltotherelativespeedofthesprungmasstotheSky-Hookcanreducethejounceofthevehicles．FortheSky-HookandSky-Hookdamperarebothinexistenceinrealvehicles，ancontrolledadjustabledamperissettoreplacethepassivedamperbetweenthesprungmassandunsprungmassinrealSky-Hookmodel．Theoretically，thedampingforceshouldchangecontinuouslyandinreal-time[9]，butitisusuallyhardtobedoneinrealvehicles．Acontrolmodelforthesemi-activesuspensionsystemswithdiscreteadjustabledampingandstiffnesswasproposedbyMargolisin1975[10]．Severaldampersorspringsareparalleled，thus，ifoneormoreofthemareshutoff，thedampingorstiffnessofthesuspensionsystemwillchangediscretely．Foritiseasytoachieve，theMargolismodelhavebeenusedinsomecars．Somesemi-activesuspensionsystemsareevenaddedthebodyheightcontroltoimprovethevehicleperformances．Thiscontrollableheightsemi-activesuspensionsystemhasbeenusedinsomeluxuriouscarandSUVrecently．Someofthemarenamedastheactivesuspensionbytheirmanufacturer，buttheyarestilldifferentfromtherealactivesuspension．1．4Slow-activeSuspensionSystem

Theslow-activesuspensionsystemispresentedlaterbutmoreremarkably．Itsessentialstructurecanberegardedasaseriesofanactivesuspensionsystemandapassivesuspensionsystem，asshowninFig．1(d)．Asthepassivesuspensionsystemcanisolateshigh-frequencyvibrationwell，theactivesuspensionsystemcanonlyisolatelow-frequencyvibration．Theforceactuatorsonlyworkinthelow-frequencyband，powerconsumptionarereduceevidently．Theoretically，theslow-activesuspensionsystemstillrespondsmoreslowlythantherealactivesuspensionsystem，thisisthereasonwhyitissonamed[11]．Someothernames，suchasnarrowbandwidthactivesuspensionsystemorlimitedbandwidthsuspensionsystem，arealsofound．Bycontrast，therealactivesuspensionsystemisusuallycalledasfull-activesuspensionsystemorbroadbandwidthactivesuspensionsystem[12]．Toimproveperformancesoftheslow-activesuspensionsystem，thespringsanddampersinthesystemshouldbecontrollable．Thisslow-activesuspensionsystemcanberegardedasaseriesofanactivesuspensionandasemi-activesuspension． Asanunavoidableresult，thecontrolsystemandmechanicalstructurearemorecomplex．Theperformancesoftheslow-activesuspensionsystemarealmostasgoodasthefull-activesuspensionsystem，andthepowerconsumptionisfairlyless．Itsprospectwillbeverywel1．2ControlMethodologiesforControllableSuspensionSystemsThecontroltheoriesforcontrollablesuspensionsystemsgrowalongwiththedevelopmentofmodemcontroltheory．Recently，thetypicalcontrolstrategiesincludeLQG(linear-quadratic-Gaussian)optimalcontrol，modelreferenceadaptive／self-tuningcontrol，previewcontrol，fuzzycontrol，neuralnetworkcontrol，etc．2.1LQGOptimalControlStrategyLQGForthelinearvibrationmodeloftheactivesuspensionsystems，thecontrolattemptstominimizetheintegratedweightofbodyverticalacceleration，wheeldynamicloadandwheeldynamictravel．Theobjectivefunctionofthecontrolsystemisquadratic．AndthedisturbanceinputfromroadisastochasticprocessthatcanbedealwithasaGaussianwhitenoise．Thus，thesuspensioncontrolproblemcanberegardedasatypicalLQGoptimalcontrol[13]．AccordingtoLQGoptimalcontrolstrategy，theoptimalcontrolforceUocanbedefineda

U。=KX．(1)

Intheformula，Kisacontrolfeedbackgainmatrix．Xisastatevariablematrixexpressedas

whereZ2一Z1isthewheeldynamictravel，Z2isthesprungmassspeed，Z1一qisthewheeldynamiccompression，Z1istheunsprungmassspeed．。2．2FuzzyControlStrategy

Differingfromthetraditionalmathematicandcontroltheory，thefuzzycontrolstrategyisbasedonfuzzysettheorycreatedbyanAmericancyberneticsexpert，Zadeh，in1965．ItuseslanguageanalyticalrulelikeIF-THEN．Thiscomprehensiblerulecanbeeasilytransformedintoanacceptablecontrolalgorithmbycomputer．

Thefuzzycontrolhasbeendemonstratedtobeabletocontrolthecomplexornonlinearsystemsefficiently．Becausethevehiclesuspensionsystemiscomplex，time-varyingandnonlinearsystem，thefuzzycontrolisappliedtothiskindofsystemobviouslymoreproperthanthetraditionalcontrol[18]．However，itshouldbenoticedthattheadvantageoffuzzycontrolwillbelostifthefuzzycontrolrulesareimperfect[19]．Andingeneral,thefuzzycontrolrulesareobtainedverydifficultlywithoutalotofcalculationsandexperiments．Thefuzzycontrolimplementationcanbedividedintothreesteps．Firstly，crispinputsarefuzzifiedasambiguities，secondly，ambiguousdecisionismadeusingfuzzyinferenceengine，andthirdly，theambiguitiesareresolvedtocrispoutputs，asshowninFig．5．InFig．5，Sisavaluepredefinedbythesystem，yisthedatameasuredbysensors，е和Δеarethecrispvaluesofsystemerroranditschangerate，EandECarethefuzzysetofе和Δе，UisthefuzzyoutputoffuzzyinferenceanduisthecrispoutputafterdefuzzifyingU．

Fuzzylogichasbeenseldomusedintheoff-roadvehicles．Althoughrelatedpapersonfuzzycontrolofsuspensionsystemshaveincreasedinrecentyears，mostofthemstayintheoreticalresearchandsimulation．Thereasonisthattheacquirementofthefuzzyrulesisverydifficultandneedsalotofcalculationandexperimentalverification．

2．3NeuralNetworkControlStrategy

NN(neuralnetwork)controlhasbecomeanewcontrolmethodologies，aftertheresearchofANN(artificialneuralnetwork)madegreatProgressin1980’s．NNisanonlinearandparallelcalculatormadeofalotofneuralelementandtheirjoints．TheweightsofthedifferentjointsaredifferentinNNsystem.AdjustingthejointweightsinNNsystemisaprocesscalledas“study”．NNhastwomainstudyalgorithms．oneofthemisdirectedstudyalgorithmandanotherisundirectedstudyalgorithm．Forexample，back-propagationalgorithmshowninFig．6isatypicaldirectstudyalgorithminNNcontrol[20]．

TheapplicationofNNtovehiclesuspensioncontrolhasafavourableprospect，sinceNNhaspowerfulstudyabilityandisgoodatsolvingthenonlinearanduncertainsystemproblems．ResearchshowsthattheactivesuspensionsystemsusingNNcontrolstrategyhasbetterperformancethantheactivesuspensionsystemsusingtraditionalLQGoptimalcontrolstrategy[2l]．But，NNlikesablackbox，itsstudyprocessisimpossibletobeobserved，anditsoutputsarehardtobeexplained．Asaresult，thereliabilityandaccept-abilityofNNcontrolareweakened．NNcontrolstrategyappliedtotherealoff-roadvehiclesuspensionsystemshasnotbeenreportedyet．However：alongwiththedevelopmentoftheNNcontrolmethodologiesandrelativehardwareproducts，theNNcontrolledsuspensionsystemsfortheoff-roadvehicleswillbedesigned．

2．4OtherSuspensionControlStrategiesSomeothercontrolstrategiescanalsobeusedforvehiclesuspension，suchastraditionalPIDcontrol[22]，variablestructuresliding-modecontrol[23]，randomsub-optimalcontrol[24]，H∞andμ(normandstructuresingularvalue)control[25-26]，etc．

Recently，thecontrolmethodologiesforvehiclesuspensionsystemstrendtocombinetwooriginalcontrolmethodsandcreateanewcontrolmethod，suchasadaptivefuzzycontrol，NNfuzzycontrol，fuzzyPIDcontrol，NNPIDcontrol，sliding-modePIDcontrol，geneticfuzzycontrol，geneticNNcontrol，andsoon.二、中文翻译越野车可控悬架系统综述摘要：可控悬架可以使越野车辆兼顾越野行驶和道路行驶.可控悬架可分为车高控制、主动、半主动和慢主动悬架.对于越野车辆而言,慢主动悬架最适合实际应用.可控悬架控制方法随着现代控制理论的发展而发展,并出现了一些由多种原有控制理论相互结合而成的新控制方法.目前,在军用和民用越野车辆上,可控悬架的研究与开发仍处于试验阶段。关键词：控制理论；可控悬架；越野车辆；主动悬架悬挂系统是汽车的重要组成部分，其对平顺性（乘坐舒适性）和安全性（操纵稳定性）影响很大。由于第一对钢板弹簧是用于车箱，悬架系统很长一段时间内是不可控制的而命名为被动悬架系统。传统的被动悬架主要由弹性元件、阻尼元件和控制元件组成，这种设计一直不变。但是，车辆运行的道路有所不同。相对不同类型的道路车辆悬架的设计有所不同。从而，不同的悬挂参数，如刚度，阻尼和车身高度，设计时应尽量减少来自地面的影响和身体的震动。然而，装配着被动悬架系统的传统车辆不可能在不同的道路上都良好工作。对于越野车，多变的道路与固定悬架之间的冲突比道路车辆更为突出。越野车大部分仍采用被动式悬挂系统，具有较高刚度、阻尼和车身，能克服崎岖道路。然而，这些车辆的乘坐舒适性和操作稳定性比道路车辆的差。基于这些原因，可控悬架系统应是车辆的最佳选择，特别是对于越野车。

1可控悬架系统的分类

可控悬架系统可做为非被动悬架系统的一个参考，主动悬架与被动悬架相反。但是，在悬架控制上，主动悬架是一种特殊类型可控悬架。现今，可控悬架根据控制对象和结构可分为四类：身体的高度控制，主动悬架，半主动和慢主动悬架。四种不同可控悬架系统的车辆振动模型如图1所示。

1．1车身高度控制悬挂系统

车身高度控制悬挂系统是可控悬架系统的先驱。第一个车身高度控制悬挂系统是雪铁龙于1955年在法国制造并在DS19上使用。它采用了四个可控制和调整的空气弹簧，主动悬架系统明显的提高了行驶条件，且根据负载来保证车轮机构保持适当的高度。这种系统是最简单的控制悬挂系统，通常用在豪华车和皮卡。公共汽车装这种系统可以保持身体高度不变，无论空车还是满载。车身高度控制悬挂也是为皮卡的真正悬架而设计，它可以保持身体的水平，无论连结拖架与否。主要机构之间的高度控制悬架和被动悬架结构上的差异是，前者具有高度控制系统外，其中包括身高传感器，驱动器和控制器的高度，如在图1（a）所示。其目的只是控制车高，尽管悬架的刚度和阻尼在控制过程也改变。这些数据主要包括车辆的速度和车身与车轮之间的距离，由速度和位移传感器收集。正确的身高数据的计算方法应根据一定的控制模式，身高控制系统和输出执行机构。1．2主动悬架系统

早在1954年Thompson便提出主动悬架概念，完善其基本结构和控制，并证明了全主动悬挂系统可以提高车辆有效性能。自1980年代以来，主动悬架的研究成果便投入使用。并制造了一些测试车辆。这些车辆的试验表明，主动悬架系统明显地提高汽车的性能。主动悬架系统包括传感器，控制器和驱动执行器，如图1（b）所示。另外，驱动执行器需要一个额外的动力。

它用驱动执行器取代传统弹簧和减震器。当车辆在任何道路上行驶时驱动执行器可产生一定的力来支撑车身。车身和车轮传感器用来测量车身和车轮的加速度，并提供数据到控制器。传感器处理这些数据后输出一些指令给执行器，由已确定的控制策略决定主动悬架系统的质量。虽然主动悬架系统已经出现了50多年，但至今仍未实现量产。当然，技术和经济原因都有。技术方面，如今的主动悬架系统可以在低频段很好的工作但高频不能，因为驱动执行器太稳固而难以控制。虽然一些主动悬架系统可以很好地运转到70赫兹，但消耗很多能源。一个降低功率消耗和阻尼的方法是采用平行弹簧和阻尼器。此外，还提高了主动悬架系统的安全。但，不足的是，该系统的响应将下降。在经济，装配主动悬架系统的成本过大，极大地限制了主动悬架系统的推广。

1．3半主动悬架系统

与之前的主动悬架车辆相比，半主动悬架系统的应用提出了更高要求。在70年代初可调刚度和可调阻尼引入了可控悬架系统。它几乎不消耗能源，因为此驱动执行器需要太多的能源已被淘汰。因此，它被称为是半主动或无动力主动悬架系统。常见的半主动悬架系统仅控制主悬架阻尼，而一些高级半主动悬挂系统同时控制刚度。实际上，一个半主动悬架系统仅是一个被动悬架系统与可控阻尼和刚度的结合，如图1（c）所示。所以，它的性能不如主动悬架系统的好。Karnopp在1973年提出了著名的半主动悬架系统的控制模型，所谓的天棚阻尼控制模型。在此模型中，一个假定的惯性阻尼器，叫作天棚阻尼器。它设置在一个弹簧质量和一个虚拟的固定天棚之间。与天棚的弹簧质量的相对速度成正比的天棚阻尼器的力量可以减少车辆的颠簸。由于天棚与天棚阻尼器都不存在真正的车辆中，因此，在真正的天棚模式1中，可以用一个可控制可调节阻尼器代替弹簧质量和非弹簧阻尼器之间的被动阻尼器。从理论上来说，阻尼是连续不断变化的，但这同时很难在真正的车辆中实现。1975年，马戈利斯提出了一种有离散可调阻尼和刚度的半主动悬架系统的控制模式。几个阻尼器或弹簧并联，这样，如果它们中有一个或者几个关闭了，悬架系统的阻尼和刚度将离散变化。由于这样很容易实现，马戈利斯模型已被应用于一些汽车。一些半主动悬架系统更是增加了车身高度控制，以提高车辆性能。最近这个高度可控半主动悬挂系统已经被用于一些豪华车和SUV。其中一些被它们的制造商命名为主动悬架，但是它们仍然与真正的主动悬架有所不同。1．4慢主动悬架系统

慢主动悬架系统较晚提出，但更引人关注。它的基本结构可以看作是一系列主动悬架系统和被动悬架系统，如图1（d）所示。被动悬架系统能很好地隔离高频震动，而主动悬架系统只能隔离低频震动。驱动执行器只能在低频传动带工作，功率消耗明显降低。理论上，慢主动悬架系统的反应速度仍然比真正的主动悬架系统慢得多，这就是它被这样命名的原因。但也发现它其他一些名称，如窄带主动式悬挂系统或有限带式悬架系统。与此相反的，真正的主动悬架系统通常称为全主动式悬挂系统或带宽式主动悬架系统。 为了提高慢主动悬架系统的性能，系统中的弹簧和阻尼器应该是可控制的。这种慢主动悬架系统可以当作一系列主动悬架和半主动悬架。作为一个不可避免的结果，控制系统和机械结构更为复杂。慢主动悬架系统的性能几乎和全主动悬架系统的性能一样好，而且电力耗费也相当少。它的前景将非常好。2可控悬架系统的控制方法可控悬架系统的控制理论与现代控制理论的同时发展。最近，典型控制策略包括LQG（线性二次高斯）最优控制，模型参考自适应/自校正控制，预见控制，模糊控制，神经网络控制等2.1LQG最优控制策略

为了主动悬架系统线性振动模型，控制器试图最小化身体垂直加速度，车轮动载荷和车轮跑偏。该控制系统的目标函数为二次函数。来自道路的不确定干扰可以作为处理高斯白噪声。因此，悬架控制问题可以当作一个典型的LQG最优控制。

据LQG最优控制策略，最优控制力Uo可以被定义为

U。=KX．(1)

在公式中，K是一个控制反馈增益矩阵。X是一个状态变量，表示为

其中Z2一Z1是车轮偏移量，Z2是簧载质量的速度，Z1一q是车轮压缩量，Z1是簧下质量速度。2．2模糊控制策略

不同于传统的数学和控制理论，模糊控制策略是美国控制论专家Zadeh于1965年根据模糊论创建的理论。它使用假设的语言分析规则。这种易理解的规则可以转化成计算机可以接受的控制算法。

模糊控制已被证明能够有效控制复杂的或非线性的系统。因为车辆悬挂系统是复杂的，变化的和非线性的系统，模糊控制应用到这种系统显然比传统的控制更适当的。但是，除模糊控制的优点外，还应看到其规则的不足。而在一般情况下，没有大量的计算和实验模糊控制规则