基于矿用车平顺性的油气弹簧的分析及优化
发布时间：2022-12-24 08:29
矿用自卸车作为非公路用车,满足了现代矿山运输的需要。矿用自卸车工作条件恶劣,运行道路环境复杂,驾驶员需要在车辆负载差异较大的情况下工作,非常容易疲劳。平顺性是矿用自卸车重要性能之一,直接影响驾驶员乘坐舒适性,还间接影响着整车动力性和零部件的使用寿命。而矿用车负载差异较大时也会导致在满载和空载时的平顺性差异较大。所以为实现矿用自卸车的高质量运输,就必须保证矿用车在不同工况下都有良好的平顺性。本文主要针对矿用自卸车在空载和满载时负载差异较大的情况,对油气弹簧特性和整车平顺性分析和优化。首先使用Matlab/Simulink建立油气弹簧输出力模型,针对不同工作参数和结构参数对油气弹簧输出力、弹性力和阻尼力的影响,然后建立油气悬架整车模型,路面使用随机激励,以20km/h至40km/h范围内的速度,使用C、D、E等级路面时对车辆平顺性分析。再改变前后悬架的结构参数,分析油气弹簧环形腔面积、阻尼孔直径和单向阀孔径对整车平顺性的影响,并综合分析满载和空载时的平顺性得出前后悬架油气弹簧结构参数最优值。最后使用模糊PID控制的优化方式,对八自由度油气悬架矿用车模型平顺性优化,将整车质心加速度、俯仰角加...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 课题研究目的和意义
1.2 油气悬架概述
1.3 国外研究现状
1.4 国内研究现状
1.5 当前研究存在的不足和问题
1.6 本文主要研究内容
2 油气弹簧的模型建立及其特性分析
2.1 概述
2.2 油气弹簧工作原理
2.3 单气室油气弹簧数学模型建立
2.3.1 油气弹簧非线性弹性力
2.3.2 油气弹簧非线性阻尼力
2.4 油气悬架的仿真分析
2.4.1 油气弹簧仿真参数
2.4.2 油气弹簧仿真结果分析
2.5 油气弹簧满载和空载时输出力特性影响因素分析
2.5.1 工作参数对油气弹簧输出力特性影响因素分析
2.5.2 结构参数对油气弹簧输出力特性影响因素分析
2.6 矿用车满载和空载时油气弹簧刚度特性及阻尼特性研究
2.6.1 油气弹簧刚度特性研究
2.6.2 油气弹簧阻尼特性研究
2.7 本章小结
3 矿用自卸车平顺性建模与仿真研究
3.1 路面输入模型
3.1.1 路面频域模型
3.1.2 路面时域模型
3.2 车辆模型建立
3.2.1 建模前期工作
3.2.2 油气悬架整车四自由度模型建立
3.2.3 油气悬架整车八自由度模型建立
3.3 汽车悬架系统性能评价方法
3.4 四自由度和八自由度整车仿真分析
3.5 油气悬架整车四自由度模型平顺性分析
3.6 矿用车行驶路面等级和行驶速度对车辆振动特性的影响
3.7 四自由度油气弹簧参数对车辆动特性的影响
3.7.1 前悬架油气弹簧参数对整车动特性影响
3.7.2 后悬架油气弹簧参数对整车动特性影响
3.8 本章小结
4 油气弹簧模糊PID控制系统研究
4.1 控制系统仿真概述
4.2 PID控制
4.3 模糊控制
4.4 模糊PID控制器的设计
4.4.1 模糊PID控制原理
4.4.2 输入输出变量的模糊化
4.4.3 隶属函数的确定
4.4.4 量化因子和比例因子的确定
4.4.5 模糊控制规则的制定
4.4.6 模糊PID控制算法
4.5 仿真模型建立
4.6 仿真结果分析
4.7 本章小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]四轮随机路面激励下的七自由度车辆响应特性[J]. 石晓辉,蒋欣,赵军,赵鹏亚,曾键. 科学技术与工程. 2018(27)
[2]货运车辆主动悬架适应性能优化控制研究[J]. 候玉波,牛志刚,李一君,王志同. 计算机仿真. 2018(09)
[3]某特种车辆主动油气悬架的性能研究[J]. 张杰,李守成,时岩. 制造业自动化. 2018(04)
[4]基于模糊-PID控制策略的越野车辆主动悬架联合仿真研究[J]. 李海青,文强. 现代制造工程. 2018(04)
[5]汽车四自由度悬架系统时变特性分析[J]. 贾宏玉,王颖. 机械工程师. 2018(04)
[6]基于Simulink油气悬架非线性特性影响因素分析[J]. 陈林山. 机床与液压. 2017(19)
[7]基于MATLAB/Simulink的油气悬架非线性阻尼特性分析[J]. 吕宝占,刘志怀,朱思洪. 现代制造工程. 2017(02)
[8]半主动连通式油气悬架精确反馈线性化控制[J]. 曹旭阳,操林林,王殿龙. 中国机械工程. 2016(04)
[9]多轴越野车辆轴间刚度和阻尼的最优匹配[J]. 董明明,杨猛. 车辆与动力技术. 2014(04)
[10]某型矿用车辆油气弹簧阻尼可变方案设计[J]. 王光宇,李晓雷,张杨,蒋海波. 装甲兵工程学院学报. 2013(04)
博士论文
[1]高速车辆横向振动半主动控制系统研究[D]. 杨建伟.铁道部科学研究院 2006
[2]矿用自卸汽车油气悬挂系统动力学仿真及试验研究[D]. 周德成.吉林大学 2005
硕士论文
[1]车辆磁流变半主动悬架系统变论域模糊控制研究[D]. 刘凡.西安理工大学 2018
[2]典型路面冲击工况整车平顺性分析[D]. 赖颀.吉林大学 2018
[3]整车油气悬架系统综合特性的实验和仿真分析[D]. 刘金强.集美大学 2018
[4]汽车主动悬架的模糊控制策略研究[D]. 马克.重庆理工大学 2018
[5]基于磁流变阻尼器的座椅悬架减振研究[D]. 孟小杰.南京理工大学 2017
[6]基于平顺性的矿用车油气悬架系统研究[D]. 张迪.江苏大学 2016
[7]非线性油气悬架参数优化设计[D]. 刘伯庚.北京理工大学 2016
[8]主动油气悬架自动调平技术研究[D]. 黄刚.北京理工大学 2016
[9]70吨矿用自卸车减振性能研究[D]. 周银鹤.长安大学 2015
[10]70t矿用自卸车转向液压系统设计与仿真研究[D]. 柳琼璞.长安大学 2013
本文编号：3725856
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 课题研究目的和意义
1.2 油气悬架概述
1.3 国外研究现状
1.4 国内研究现状
1.5 当前研究存在的不足和问题
1.6 本文主要研究内容
2 油气弹簧的模型建立及其特性分析
2.1 概述
2.2 油气弹簧工作原理
2.3 单气室油气弹簧数学模型建立
2.3.1 油气弹簧非线性弹性力
2.3.2 油气弹簧非线性阻尼力
2.4 油气悬架的仿真分析
2.4.1 油气弹簧仿真参数
2.4.2 油气弹簧仿真结果分析
2.5 油气弹簧满载和空载时输出力特性影响因素分析
2.5.1 工作参数对油气弹簧输出力特性影响因素分析
2.5.2 结构参数对油气弹簧输出力特性影响因素分析
2.6 矿用车满载和空载时油气弹簧刚度特性及阻尼特性研究
2.6.1 油气弹簧刚度特性研究
2.6.2 油气弹簧阻尼特性研究
2.7 本章小结
3 矿用自卸车平顺性建模与仿真研究
3.1 路面输入模型
3.1.1 路面频域模型
3.1.2 路面时域模型
3.2 车辆模型建立
3.2.1 建模前期工作
3.2.2 油气悬架整车四自由度模型建立
3.2.3 油气悬架整车八自由度模型建立
3.3 汽车悬架系统性能评价方法
3.4 四自由度和八自由度整车仿真分析
3.5 油气悬架整车四自由度模型平顺性分析
3.6 矿用车行驶路面等级和行驶速度对车辆振动特性的影响
3.7 四自由度油气弹簧参数对车辆动特性的影响
3.7.1 前悬架油气弹簧参数对整车动特性影响
3.7.2 后悬架油气弹簧参数对整车动特性影响
3.8 本章小结
4 油气弹簧模糊PID控制系统研究
4.1 控制系统仿真概述
4.2 PID控制
4.3 模糊控制
4.4 模糊PID控制器的设计
4.4.1 模糊PID控制原理
4.4.2 输入输出变量的模糊化
4.4.3 隶属函数的确定
4.4.4 量化因子和比例因子的确定
4.4.5 模糊控制规则的制定
4.4.6 模糊PID控制算法
4.5 仿真模型建立
4.6 仿真结果分析
4.7 本章小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]四轮随机路面激励下的七自由度车辆响应特性[J]. 石晓辉,蒋欣,赵军,赵鹏亚,曾键. 科学技术与工程. 2018(27)
[2]货运车辆主动悬架适应性能优化控制研究[J]. 候玉波,牛志刚,李一君,王志同. 计算机仿真. 2018(09)
[3]某特种车辆主动油气悬架的性能研究[J]. 张杰,李守成,时岩. 制造业自动化. 2018(04)
[4]基于模糊-PID控制策略的越野车辆主动悬架联合仿真研究[J]. 李海青,文强. 现代制造工程. 2018(04)
[5]汽车四自由度悬架系统时变特性分析[J]. 贾宏玉,王颖. 机械工程师. 2018(04)
[6]基于Simulink油气悬架非线性特性影响因素分析[J]. 陈林山. 机床与液压. 2017(19)
[7]基于MATLAB/Simulink的油气悬架非线性阻尼特性分析[J]. 吕宝占,刘志怀,朱思洪. 现代制造工程. 2017(02)
[8]半主动连通式油气悬架精确反馈线性化控制[J]. 曹旭阳,操林林,王殿龙. 中国机械工程. 2016(04)
[9]多轴越野车辆轴间刚度和阻尼的最优匹配[J]. 董明明,杨猛. 车辆与动力技术. 2014(04)
[10]某型矿用车辆油气弹簧阻尼可变方案设计[J]. 王光宇,李晓雷,张杨,蒋海波. 装甲兵工程学院学报. 2013(04)
博士论文
[1]高速车辆横向振动半主动控制系统研究[D]. 杨建伟.铁道部科学研究院 2006
[2]矿用自卸汽车油气悬挂系统动力学仿真及试验研究[D]. 周德成.吉林大学 2005
硕士论文
[1]车辆磁流变半主动悬架系统变论域模糊控制研究[D]. 刘凡.西安理工大学 2018
[2]典型路面冲击工况整车平顺性分析[D]. 赖颀.吉林大学 2018
[3]整车油气悬架系统综合特性的实验和仿真分析[D]. 刘金强.集美大学 2018
[4]汽车主动悬架的模糊控制策略研究[D]. 马克.重庆理工大学 2018
[5]基于磁流变阻尼器的座椅悬架减振研究[D]. 孟小杰.南京理工大学 2017
[6]基于平顺性的矿用车油气悬架系统研究[D]. 张迪.江苏大学 2016
[7]非线性油气悬架参数优化设计[D]. 刘伯庚.北京理工大学 2016
[8]主动油气悬架自动调平技术研究[D]. 黄刚.北京理工大学 2016
[9]70吨矿用自卸车减振性能研究[D]. 周银鹤.长安大学 2015
[10]70t矿用自卸车转向液压系统设计与仿真研究[D]. 柳琼璞.长安大学 2013
本文编号：3725856
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