当前位置:主页 > 科技论文 > 汽车论文 >

内置永磁体磁流变阻尼器悬架研究

发布时间:2018-03-13 21:29

  本文选题:内置永磁体磁流变阻尼器 切入点:半主动悬架 出处:《合肥工业大学》2016年博士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:悬架系统是汽车底盘的重要组成部分,对汽车的乘坐舒适性、行驶安全性等有着重要的影响。具有磁流变阻尼器的半主动悬架以其能耗小、响应快、调节方便、结构简单等优点一直是汽车领域的研究热点之一,而将永磁体引入磁流变阻尼器对具有该内置永磁体磁流变阻尼器的汽车悬架系统进行研究在国内外尚不多见。将永磁体引入磁流变阻尼器后可以显著提高阻尼器的综合性能,对汽车悬架系统的动力学特性有着重要的改善作用。本文以内置永磁体磁流变阻尼器的设计、建模为核心,完成了整车半主动悬架的数学建模;设计了模糊控制、萤火虫PID控制、果蝇最优控制算法,进行了大量的仿真和试验研究。主要包括以下内容:(1)针对当前磁流变阻尼器不足之处,基于磁流变液的工作原理,提出了新型内置永磁体磁流变阻尼器结构;并基于磁场工作模式及节能型阻尼器的设计原理,完成了该阻尼器的设计制作。(2)分别基于通电螺线管的磁场模型和永磁体磁荷模型建立阻尼通道内混合磁场模型,在此基础上采用Bingham模型建立阻尼器数学模型及汽车半主动悬架数学模型。(3)基于上述模型,对阻尼器进行示功特性和速度特性仿真试验,证明该阻尼器可以达到汽车悬架阻尼器的使用要求;进而,在不同算法控制下对新型半主动悬架进行了仿真试验,证明了设计的半主动悬架具有良好的工作性能;同时在高速公路及城市交通工况下进行了悬架能耗仿真试验,结果证明了内置永磁体磁流变半主动悬架具有一定的节能作用。(4)对常规果蝇优化算法的迭代模式进行改进使之适合于对最优控制器的寻优;同时,将果蝇群均匀分布操作、果蝇群半径随迭代次数增加而减小操作引入其中,设计新型的果蝇优化算法;在此基础上,根据半主动悬架的控制要求设计了果蝇最优控制算法。(5)基于D2P平台搭建半主动悬架快速控制原型试验系统,基于dSPACE平台搭建半主动悬架硬件在环仿真系统,对研究的悬架控制系统进行了仿真试验;结果表明研究的悬架控制算法与控制策略具有良好控制效果。(6)搭建了阻尼器试验台,对阻尼器进行了示功试验和速度特性试验,结果表明设计的阻尼器可以达到汽车悬架的使用标准;搭建了四分之一悬架试验台及实车道路试验系统,进行了台架试验和实车道路试验;结果也证明了设计的半主动悬架系统具有良好的工作性能。
[Abstract]:Suspension system is an important part of automobile chassis, which has an important influence on ride comfort, driving safety and so on. Semi-active suspension with magnetorheological damper has the advantages of low energy consumption, fast response and convenient adjustment. The advantages of simple structure have always been one of the research hotspots in automobile field. However, the study of the vehicle suspension system with the built-in permanent magnet magneto-rheological damper is rare at home and abroad, and the comprehensive performance of the damper can be improved significantly by introducing the permanent magnet into the magneto-rheological damper. This paper takes the design and modeling of the built-in permanent magnet magneto-rheological damper as the core, completes the mathematical modeling of the vehicle semi-active suspension, and designs the fuzzy control. The PID control of firefly and the optimal control algorithm of Drosophila have been studied by simulation and experiment. The main contents are as follows: 1) aiming at the shortcomings of the current Mr damper, based on the principle of magnetorheological fluid, A new type of magneto-rheological damper with built-in permanent magnet is proposed, and the design principle of the magnetic field working mode and the energy saving damper is presented. The design and fabrication of the damper are completed. (2) based on the magnetic field model of the solenoid and the magnetic charge model of the permanent magnet, the mixed magnetic field model in the damping channel is established. On this basis, the damper mathematical model and vehicle semi-active suspension mathematical model are established by using Bingham model and vehicle semi-active suspension mathematical model. Based on the above model, the power performance and velocity characteristics of the damper are simulated. It is proved that the damper can meet the requirements of vehicle suspension damper, and the simulation test of the new semi-active suspension is carried out under the control of different algorithms, which proves that the designed semi-active suspension has good working performance. At the same time, the suspension energy consumption simulation test is carried out under the conditions of expressway and urban traffic. The results show that the built-in permanent magnet magnetorheological semi-active suspension has a certain energy-saving effect. The iterative mode of the conventional Drosophila optimization algorithm is improved to make it suitable for the optimization of the optimal controller, and at the same time, the drosophila colony is uniformly distributed. The radius of Drosophila population decreases with the number of iterations, and a new optimization algorithm is designed. According to the control requirements of semi-active suspension, the optimal control algorithm of Drosophila was designed. The prototype system of rapid control of semi-active suspension was built based on D2P platform, and the hardware in loop simulation system of semi-active suspension was built based on dSPACE platform. The results show that the suspension control algorithm and control strategy have good control effect. The results show that the damper can meet the application standard of automobile suspension, and the 1/4 suspension test bench and the real vehicle road test system are built, and the bench test and the real vehicle road test are carried out. The results also show that the designed semi-active suspension system has good performance.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U463.33

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 孙伟,胡海岩;基于多级磁流变阻尼器的操纵面振动半主动抑制——阻尼器设计与试验建模[J];振动工程学报;2005年01期

2 王昊;胡海岩;;磁流变阻尼器的模糊逼近[J];振动工程学报;2006年01期

3 王代华;袁刚;李一平;;一种磁流变阻尼器的阻尼器控制器的实验测试[J];功能材料;2006年07期

4 沙凌锋;徐赵东;李爱群;郭迎庆;;磁流变阻尼器的设计与分析[J];工业建筑;2008年03期

5 田静;何军;祝世兴;;基于模糊理论的磁流变阻尼器控制[J];液压与气动;2008年10期

6 王昊;史小梅;;磁流变阻尼器的磁场分析[J];液压与气动;2009年12期

7 马新娜;杨绍普;刘晓星;葛占胜;;磁流变阻尼器系统的非线性动力学分析[J];振动与冲击;2011年06期

8 李占卫;郑建国;;磁流变阻尼器间隙结构对阻尼器性能的影响[J];四川兵工学报;2011年05期

9 许利利;;基于磁流变阻尼器的结构振动特性研究[J];中国新技术新产品;2011年20期

10 徐海鹏;张红辉;余昭;;单出杆磁流变阻尼器特性影响因素及其附加刚度研究[J];机械设计与研究;2011年06期

相关会议论文 前10条

1 马新娜;杨绍普;陈恩利;钱涛;;磁流变阻尼器系统的非线性动力学分析[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年

2 田静;何军;祝世兴;;基于模糊理论的磁流变阻尼器控制[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年

3 张海为;程亚鹏;林庆立;;安装磁流变阻尼器控制系统的控制效果分析[A];建筑结构高峰论坛——复杂建筑结构弹塑性分析技术研讨会论文集[C];2012年

4 涂奉臣;陈照波;李华;焦映厚;黄文虎;;一种改进型磁流变阻尼器用于宽频隔振研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

5 涂奉臣;陈照波;李华;焦映厚;黄文虎;;一种改进型磁流变阻尼器用于宽频隔振研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年

6 张祥金;沈娜;;基于磁流变阻尼器的主动变阻尼减振控制系统设计[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年

7 孙伟;胡海岩;;基于多级磁流变阻尼器的操纵面振动半主动抑制[A];第七届全国非线性动力学学术会议和第九届全国非线性振动学术会议论文集[C];2004年

8 王昊;胡海岩;;基于磁流变阻尼器整车半主动悬架的开关控制[A];第七届全国非线性动力学学术会议和第九届全国非线性振动学术会议论文集[C];2004年

9 孙清;伍晓红;胡志义;;磁流变阻尼器控制结构地震反应的振动台试验研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年

10 肖志荣;孙炳楠;;磁流变阻尼器的一种智能模型[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2008年

相关博士学位论文 前10条

1 黄永虎;自感知自供能磁流变阻尼器及其控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 王强;新型磁流变阻尼器与六轴半主动隔振系统研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 肖平;内置永磁体磁流变阻尼器悬架研究[D];合肥工业大学;2016年

4 刘建军;新型磁流变阻尼器及其智能控制方法研究[D];天津大学;2008年

5 张莉洁;冲击载荷下磁流变阻尼器动态特性分析及其控制系统设计[D];南京理工大学;2008年

6 黄继;含磁流变阻尼器自动武器缓冲系统控制理论与技术的研究[D];中北大学;2011年

7 张红辉;磁偏置内旁通式磁流变阻尼器研究[D];重庆大学;2006年

8 蒋学争;自供能磁流变阻尼器的振动能量捕获技术研究[D];南京理工大学;2012年

9 史鹏飞;磁流变阻尼器的拟负刚度控制及实时混合试验方法[D];哈尔滨工业大学;2011年

10 付杰;负刚度磁流变阻尼器减震系统的理论与实验研究[D];华中科技大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 周龙亭;自供能磁流变阻尼器原理及其能量管理电路研究[D];重庆大学;2011年

2 李占卫;磁流变阻尼器的结构和性能研究[D];南京理工大学;2012年

3 杨涛;面向病理性震颤抑震的磁流变阻尼器的研制[D];哈尔滨工业大学;2012年

4 蔡路;磁流变阻尼器设计、仿真与试验研究[D];西南交通大学;2015年

5 李仕游;基于磁流变阻尼器的汽车悬架半主动控制的研究[D];西南交通大学;2015年

6 王恒;基于磁流变阻尼器的力反馈手指康复训练系统研究[D];东南大学;2015年

7 张延平;基于磁流变阻尼器自行火炮半主动悬挂技术研究[D];中北大学;2016年

8 亢国存;基于磁流变阻尼器和半月板的智能仿生腿研究[D];东北大学;2014年

9 刘松;磁流变阻尼器的研究及其应用[D];南京航空航天大学;2015年

10 桂腾;游梁抽油机磁流变二次精确平衡及控制研究[D];哈尔滨工业大学;2016年



本文编号:1608205

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/1608205.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户2b9d1***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com