某无人战车主动油气悬架设计及控制的研究
发布时间：2021-08-07 18:56
与传统的被动悬架不同,油气悬架具有刚度与阻尼非线性的特点,这使得不同载荷工况下油气悬架的参数和车辆整体性能得到了更有效的匹配,车辆悬架性能得到进一步改善;而主动油气悬架可在控制系统中通过有效的控制策略对作动器进行合理的控制,实现在不同路面工况下对油气悬架的阻尼、刚度参数的合理可变调节,从而保证了悬架性能在不同工况下都能保持相对最佳,这对装备了电子设备、武器装备、使用环境恶劣及对悬架系统性能要求更高的特种车辆来说有很大意义,故主动油气悬架设计与控制策略的研究很有必要。本文对油气悬架的核心元件油气弹簧进行了设计,利用AMESim创建了油气弹簧的仿真模型,通过对油气弹簧特性分析的试验与仿真数据曲线的对比,得到所设计创建的油气弹簧仿真模型基本合理的结论;而后对二自由度1/4车油气悬架进行了数学模型的分析与仿真模型的创建,在此基础上对本文设计的主动油气悬架控制方式进行研究,明确本文主动油气悬架的电液伺服控制方式,并创建二自由度1/4车主动油气悬架的振动模型,为主动油气悬架模型的创建做准备;随后对本文使用的悬架性能评价指标即车辆平顺性进行了分析,明确本文关于悬架性能的评价指标为车身加速度、悬架动挠...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２可变阻尼半主动油气悬架模型简图??而想要对油气悬架的刚度参数进行调节，则需要改变蓄能器气囊中的气体体积或者??
?硕士学位论文??度参数的效果。在通过增设蓄能器来达到刚度可变的半主动油气悬架原理模型如图１－３??中所体现。??蓄能器１广、蓄能器??丨则Ｓ?Ｙ?ｗ??＇＇丨?Ｙ??液压缸??—＜?？—??——?电磁阔ｔ??簧下质量??＾?＜??—??图１＿３可变刚度半主动油气悬架原理模型示意图??主动油气悬架主要通过合理的调节油气弹簧液压缸筒中的液压油体积来改变缸筒??内液压油压力，从而实现不同路况下悬架性能的有效提升；针对液压缸筒内液压油体积??的调节，主动油气悬架是通过控制系统部分来分析不同状态下是否接通电液伺服阀而使??外置液压油源向液压缸筒内压入液压油或缸筒内液压油流入外置油箱来实现的。主动油??气悬架可以通过向液压缸内压入液压油或释放缸内的液压油来达到改变油气悬架刚度??与阻尼的效果，主动油气悬架可保持悬架在不同路况下的刚度与阻尼相对最优化，这使??得主动油气悬架的性能相对于传统油气悬架得到显著提升。??１．４．２主动油气悬架控制策略??到目前为止，国内外有许多用于进行主动油气悬架控制策略的分析与研宄，而针对??油气悬架控制策略的控制理论主要有以下几种不同的类型：??（１）
有效面积不相等的特质［３（）］。??本文所设计油气弹簧液压缸的类型为活塞单杆单作用形式液压缸，针对液压缸的设??计总体包括缸筒、活塞、活塞杆、导向套、密封组件及其他部件的设计，图２－１为活塞??式单杆单作用式液压缸的构造剖面图；油气弹簧中的蓄能器主要起到刚度作用，对于油??气弹簧部件中蓄能器的选型，主要是对蓄能器总体积以及工作压力的确定；油气弹簧里??的阻尼阀系起悬架系统中的阻尼作用，而对油气弹簧的节流阀系的选用，则主要是确定??通径与节流阀型号规格参数。??缸盖、＿?ｊ缸壁?缸底ｉ?连接体??连接体?活塞杆导向套话塞?密封圈油口??图２－１油气弹簧液压缸构造示意图??油气弹簧设计参数的相关要求如表２－１所示，其中由于本文研宄涉及的无人战车行??驶环境相对恶劣、不确定因素多，故油气弹簧液压缸行程较大，为１２５＿。???表２－１油气弹簧相关参数要求???＃１?ＩＩ??簧载质量（单轮）?Ｍ?６６７ｋｉ??悬架（车身）固有频率?／?１．０５ＨＺ??悬架系统阻尼比?ｆ?０．２??悬架杠杆比?／?１??油气弹簧工作压力?ｐｓ?２．?ＩＭＰａ??油气弹簧液压缸行程?Ｌ?１２５ｍｍ??工作介质?／?液压油??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]双气室油气悬架系统车辆道路友好性分析[J]. 林国问,马大为,乐贵高,郭亚军. 机械设计. 2014(02)
[2]基于AHP的车辆主动悬架LQG控制器设计[J]. 罗鑫源,杨世文. 振动与冲击. 2013(02)
[3]车辆半主动悬架动力学分析及模糊PID控制仿真[J]. 张慧刚,杨建伟,李捷,贾志绚. 拖拉机与农用运输车. 2011(01)
[4]一种确定车辆悬架LQG控制加权系数的方法[J]. 陈士安,邱峰,何仁,陆森林. 振动与冲击. 2008(02)
[5]重型越野车油气悬架的非线性模型研究[J]. 曹树平,易孟林. 机械科学与技术. 2002(06)
[6]液压悬挂系统的示功图法模型辨识[J]. 陶又同. 武汉水运工程学院学报. 1985(04)
博士论文
[1]磁流变减振器结构优化及半主动悬架控制策略研究[D]. 王剑锋.吉林大学 2015
[2]大型轮式车辆油气悬架及电液伺服转向系统研究[D]. 杜恒.浙江大学 2011
硕士论文
[1]基于自适应遗传算法的整车主动悬架自抗扰控制研究[D]. 王凯.吉林大学 2017
[2]汽车半主动悬架控制策略及联合仿真研究[D]. 张好好.长安大学 2016
[3]某重型车主动悬架控制方法研究[D]. 乐文超.南京理工大学 2016
[4]半主动连通式油气悬架的线性化建模及控制[D]. 操林林.大连理工大学 2015
[5]矿用自卸车悬架系统设计与优化[D]. 陶建建.湖南大学 2015
[6]基于Matlab/Simulink的车辆主动悬架模糊控制仿真研究[D]. 张衍成.辽宁工业大学 2014
[7]车用油气弹簧的设计、仿真与分析[D]. 王洪艺.长春理工大学 2014
[8]汽车主动油气悬架的气液控制系统研究[D]. 洪展鹏.电子科技大学 2014
[9]军用车辆油气悬架系统仿真及参数优化设计[D]. 李桂康.吉林大学 2013
[10]轻型两栖车辆悬架系统的设计与优化[D]. 罗鑫源.中北大学 2013
本文编号：3328349
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２可变阻尼半主动油气悬架模型简图??而想要对油气悬架的刚度参数进行调节，则需要改变蓄能器气囊中的气体体积或者??
?硕士学位论文??度参数的效果。在通过增设蓄能器来达到刚度可变的半主动油气悬架原理模型如图１－３??中所体现。??蓄能器１广、蓄能器??丨则Ｓ?Ｙ?ｗ??＇＇丨?Ｙ??液压缸??—＜?？—??——?电磁阔ｔ??簧下质量??＾?＜??—??图１＿３可变刚度半主动油气悬架原理模型示意图??主动油气悬架主要通过合理的调节油气弹簧液压缸筒中的液压油体积来改变缸筒??内液压油压力，从而实现不同路况下悬架性能的有效提升；针对液压缸筒内液压油体积??的调节，主动油气悬架是通过控制系统部分来分析不同状态下是否接通电液伺服阀而使??外置液压油源向液压缸筒内压入液压油或缸筒内液压油流入外置油箱来实现的。主动油??气悬架可以通过向液压缸内压入液压油或释放缸内的液压油来达到改变油气悬架刚度??与阻尼的效果，主动油气悬架可保持悬架在不同路况下的刚度与阻尼相对最优化，这使??得主动油气悬架的性能相对于传统油气悬架得到显著提升。??１．４．２主动油气悬架控制策略??到目前为止，国内外有许多用于进行主动油气悬架控制策略的分析与研宄，而针对??油气悬架控制策略的控制理论主要有以下几种不同的类型：??（１）
有效面积不相等的特质［３（）］。??本文所设计油气弹簧液压缸的类型为活塞单杆单作用形式液压缸，针对液压缸的设??计总体包括缸筒、活塞、活塞杆、导向套、密封组件及其他部件的设计，图２－１为活塞??式单杆单作用式液压缸的构造剖面图；油气弹簧中的蓄能器主要起到刚度作用，对于油??气弹簧部件中蓄能器的选型，主要是对蓄能器总体积以及工作压力的确定；油气弹簧里??的阻尼阀系起悬架系统中的阻尼作用，而对油气弹簧的节流阀系的选用，则主要是确定??通径与节流阀型号规格参数。??缸盖、＿?ｊ缸壁?缸底ｉ?连接体??连接体?活塞杆导向套话塞?密封圈油口??图２－１油气弹簧液压缸构造示意图??油气弹簧设计参数的相关要求如表２－１所示，其中由于本文研宄涉及的无人战车行??驶环境相对恶劣、不确定因素多，故油气弹簧液压缸行程较大，为１２５＿。???表２－１油气弹簧相关参数要求???＃１?ＩＩ??簧载质量（单轮）?Ｍ?６６７ｋｉ??悬架（车身）固有频率?／?１．０５ＨＺ??悬架系统阻尼比?ｆ?０．２??悬架杠杆比?／?１??油气弹簧工作压力?ｐｓ?２．?ＩＭＰａ??油气弹簧液压缸行程?Ｌ?１２５ｍｍ??工作介质?／?液压油??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]双气室油气悬架系统车辆道路友好性分析[J]. 林国问,马大为,乐贵高,郭亚军. 机械设计. 2014(02)
[2]基于AHP的车辆主动悬架LQG控制器设计[J]. 罗鑫源,杨世文. 振动与冲击. 2013(02)
[3]车辆半主动悬架动力学分析及模糊PID控制仿真[J]. 张慧刚,杨建伟,李捷,贾志绚. 拖拉机与农用运输车. 2011(01)
[4]一种确定车辆悬架LQG控制加权系数的方法[J]. 陈士安,邱峰,何仁,陆森林. 振动与冲击. 2008(02)
[5]重型越野车油气悬架的非线性模型研究[J]. 曹树平,易孟林. 机械科学与技术. 2002(06)
[6]液压悬挂系统的示功图法模型辨识[J]. 陶又同. 武汉水运工程学院学报. 1985(04)
博士论文
[1]磁流变减振器结构优化及半主动悬架控制策略研究[D]. 王剑锋.吉林大学 2015
[2]大型轮式车辆油气悬架及电液伺服转向系统研究[D]. 杜恒.浙江大学 2011
硕士论文
[1]基于自适应遗传算法的整车主动悬架自抗扰控制研究[D]. 王凯.吉林大学 2017
[2]汽车半主动悬架控制策略及联合仿真研究[D]. 张好好.长安大学 2016
[3]某重型车主动悬架控制方法研究[D]. 乐文超.南京理工大学 2016
[4]半主动连通式油气悬架的线性化建模及控制[D]. 操林林.大连理工大学 2015
[5]矿用自卸车悬架系统设计与优化[D]. 陶建建.湖南大学 2015
[6]基于Matlab/Simulink的车辆主动悬架模糊控制仿真研究[D]. 张衍成.辽宁工业大学 2014
[7]车用油气弹簧的设计、仿真与分析[D]. 王洪艺.长春理工大学 2014
[8]汽车主动油气悬架的气液控制系统研究[D]. 洪展鹏.电子科技大学 2014
[9]军用车辆油气悬架系统仿真及参数优化设计[D]. 李桂康.吉林大学 2013
[10]轻型两栖车辆悬架系统的设计与优化[D]. 罗鑫源.中北大学 2013
本文编号：3328349
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3328349.html
