带附加空气室空气悬架电子控制单元研究

发布时间：2020-08-04 17:54

【摘要】： 本文建立了空气悬架1／4振动模型，分析了空气弹簧刚度调节原理和控制特性，利用Matlab建立空气悬架1／4仿真模型，分别对白噪声路面、正弦波路面和锯齿波路面进行仿真，验证最优控制算法的有效性，并研制了空气弹簧的电子控制单元。 在硬件系统研制过程中，应用Protel DXP 2004完成电路原理图的设计，选用ATMEL公司的AT89C52单片机作为微处理器，设计时钟、滤波放大电路、采样／保持电路、A／D转换电路、输出控制电路。 在系统软件研制过程中，依据空气弹簧已有的特性研究结果，采用结构化和模块化方法，设计了一种不依赖于精确数学模型的自适应控制方法。 本控制单元把车身的垂直加速度信号作为目标量，控制单元接收加速度传感器检测的加速度信号以及压力传感器检测的压力信号，将加速度信号进行快速傅立叶变换，并与设定的控制规则相比较，得到空气弹簧的调节趋势。通过控制电磁阀的通、断电，改变空气弹簧内的空气压力以及通过步进电机调节节流阀口，改变空气弹簧与附加气室之间空气流量，调节空气弹簧的刚度和阻尼，将空气弹簧调节到合适的状态，从而实现对空气弹簧的控制。 通过单频激振实验研究，检验电子控制单元的减振效果，此电子控制单元可以根据检测到的加速度信号和压力信号，有效调节空气弹簧刚度和阻尼，提高汽车的行驶平顺性，实验结果比较理想。
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH135
【图文】：

空气弹簧是一种橡胶和帘布结构的气囊，以空气为介质，利用空气具有压缩性制成的弹簧。根据气囊工作时的变形方式，空气弹簧可以分为囊式空气弹簧、膜式空气弹簧和混合式空气弹簧三种，分别如图2.2所示〔4]。( rrrrr称称称 ((((((.)犯式交气璐簇《b)伪》盆合式空气捧赞图2.2空气弹簧的分类 Fig2.2AirsPringelassi行eations囊式空气弹簧主要靠橡胶气囊的挠曲获得弹性变形，膜式空气弹簧主要靠橡胶气囊的卷曲获得弹性变形，混合式空气弹簧则兼有以上两种变形方式。囊式空气弹簧寿命较长，制造方便，刚度较大，常用于客车和轿车上;膜式空气弹簧尺寸较小，弹性曲线较理想，刚度小，常用于客车和轿车上。有时根据需要二者可同时选用两种弹簧配置于同一车上，也有空气弹簧和钢板弹簧混合式的空气悬架。空气弹簧主要有橡胶气囊和上盖及底座(或底部活塞)组成，其结构如图2.3所示。乡

曲线较理想，刚度小，常用于客车和轿车上。有时根据需要二者可同时选用两种弹簧配置于同一车上，也有空气弹簧和钢板弹簧混合式的空气悬架。空气弹簧主要有橡胶气囊和上盖及底座(或底部活塞)组成，其结构如图2.3所示。乡

舒适性高;当汽车遇到沟坎或其他障碍物时，空气弹簧被大幅度拉伸或压缩，弹簧刚度迅速上升，行车稳定性得到提高。图2.5所示为汽车悬架簧载质量垂直加速度的频率特性曲线。从图中可以看出，汽车悬架系统有两个固有频率，即簧载质量和非簧载质量固有频率。如果汽车仅由弹簧支撑而无阻尼器，则在此两固定频率处振动幅度达到无穷大。若有阻尼器存在，当频率在两固有频率附近时，阻尼力愈大，弹簧质量的加速度愈小，因而行驶平顺性好。然而在其他频率处，只有当阻尼力较小时，汽车的行驶平顺性越好。同样，在阻尼力一定的条件下，对弹簧刚度而言，若刚度愈小，则簧载质量的固有频率愈低，因而行驶平顺越好。但这时由于路面凹凸不平引起的悬架动挠度增大，降低了汽车的行驶稳定性

【引证文献】

相关硕士学位论文 前1条

1 刁明;汽车主动式空气悬架系统的智能控制与研究[D];长春工业大学;2011年

本文编号：2780882