液压互联馈能悬架多模式切换系统研究

发布时间：2020-04-05 11:14

【摘要】：液压互联馈能悬架的阻尼器阻尼可进行单独分配,有效提升车辆行驶平顺性和操纵稳定性,同时液压互联悬架多用于重型车辆或越野车辆,耗散掉的能量过大,悬架馈能单元的引入可以对振动能量进行回收达到节能减排的目的,但会降低整车动力学性能。为此,本文提出一种液压互联馈能悬架多模式切换系统,旨在兼顾车辆行驶平顺性和操纵稳定性,并有效回收悬架振动能量。本文的主要研究内容如下:首先,建立液压互联馈能悬架多模式切换系统模型,设计一种液压整流桥以提升液压系统稳定性,馈能回路采用恒电流控制电路,回收能量的同时对悬架系统进行半主动控制,在AMESim和MATLAB/Simulink中搭建液压互联馈能悬架多模式切换系统车辆模型并进行联合仿真。然后,确定频率为悬架多模式切换系统的切换阈值,以车身加速度、轮胎动载荷和馈能功率为车辆行驶平顺性、操纵稳定性和馈能特性的评价指标,并设计舒适性、安全性和馈能性三种悬架工作模式。基于所搭建的悬架多模式切换系统模型,仿真计算得到各模式下恒电流控制电路最优电流值,在正弦路面和随机路面上对所设计的三种悬架工作模式下悬架性能进行仿真对比,验证模式设计合理性。其次,采用卡尔曼滤波器对路面输入速度进行估计,用一阶过零检测法对路面主频进行检测,根据当前路面输入频率确定悬架合理的工作模式。为提升切换过程的稳定性,设计一种模糊PI控制器进行模式切换控制。与单一工作模式的悬架系统进行仿真对比分析,结果表明所设计的液压互联馈能悬架多模式切换系统在有效降低车身加速度和轮胎动载荷的同时,可以提高悬架馈能功率,改善悬架综合性能。最后,搭建液压互联馈能悬架多模式切换系统样机,并在MTS320四通道路面模拟机上进行实车台架试验,选取正弦路面、随机路面和分段变频率变振幅的正弦对扭路面作为试验路面输入,试验得到安装有液压互联馈能悬架多模式切换系统的车辆各工作模式的车身加速度、轮胎动载荷和馈能功率,并与采用单一工作模式的悬架系统进行对比,试验结果与仿真基本一致,验证所设计的液压互联馈能悬架多模式切换系统的有效性。研究表明,在分段正弦变频率变振幅的复杂路面下,所设计的液压互联馈能悬架多模式切换系统相较于单一工作模式的悬架系统,车身加速度减小8.94%,轮胎动载荷降低18.81%,同时馈能功率增加18.93%,在减小车辆行驶时车身加速度和轮胎动载荷的同时,增加悬架馈能功率,有效兼顾整车行驶平顺性、操纵稳定性以及悬架馈能特性,满足全局工况综合性能最优。
【图文】：

模型图,中模,PI控制器,模糊控制

图 4.13 MATLAB/ Simulink 中模糊 PI 控制器模型Fig. 4.13 Fuzzy PI controller model in MATLAB/ Simulink根据 Simulink 中所搭建的模糊 PI 控制器模型，得到 kP和 kI的模糊控制面如图4.14 所示。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.33

【参考文献】