基于磁流变阻尼器的车辆半主动悬架系统控制研究

发布时间：2020-04-25 08:53

【摘要】：随着近年来国民经济的飞速发展,汽车已经成为人们工作与生活中不可或缺的交通工具,人们对其舒适性与安全性的要求也日益提高。基于磁流变阻尼器(Magneto-rheological Damper,MRD)的半主动悬架能够根据路面状况实时控制,且具有稳定性高、功耗低等优点,是当前智能悬架领域的重点研究方向。本文对MRD建模与控制器设计、悬架系统动力学特性、半主动悬架系统控制策略以及非对称阻尼特性的实现展开了系统的研究,具体工作内容如下:对现有MRD进行了性能测试,基于测试数据建立了MRD阻尼力的Bingham模型、Tanh模型与简化Tanh模型并进行了分析对比,为MRD的有效控制提供了依据。分别采用开环控制与闭环控制方法设计MRD控制器,并提出了一种前馈-PID控制方法,该方法结合了开环、闭环控制的优势,具有良好的控制效果。建立1/4悬架动力学模型,分析了系统参数与路面激励的变化对悬架系统响应的影响,为半主动悬架的研究奠定了基础。分别采用天棚阻尼控制、天棚-PID控制及随机最优控制策略设计系统控制器,并对三种策略的控制效果与可实现性进行了对比。其中,随机最优控制具有最好的控制效果,但实现难度较大;天棚-PID控制实现难度低,控制效果良好,具有很高的实用意义。通过非对称控制算法实现了MRD的非对称阻尼特性,研究了非对称阻尼特性对半主动悬架系统的影响。仿真结果表明,在采用相同控制策略的条件下,具有非对称阻尼特性的半主动悬架相比对称型半主动悬架有着更高的平顺性,因此,在以提高平顺性为主要目标的半主动悬架系统中应用非对称算法,可以进一步提高系统性能。
【图文】：

工业领域,磁流变液

另外，Rosensweig[15]、Spencer Jr[16]等学者也在磁流应力建模方面进行了深入的研究。十世纪九十年代中期，国内学者逐渐开始了对磁流变液技术的研在磁流变液制备、性能测试、新配方研发及流变学机理方面取得其中，国家仪表功能研究中心、哈尔滨工业大学、中国科技大学制备与检测技术方面均具有较高的水平[17]；哈尔滨工业大学关新新型磁流变液，并对其性能进行了一系列研究。复旦大学、重庆业大学等高校[19-21]也在磁流变技术领域取得了一定的成果。磁流变阻尼器研究现状用磁流变液制成的新型隔振元件磁流变阻尼器（Magneto-rheoer，MRD）可以实现阻尼系数的连续调节，且具有体积小、结构高以及功耗低的优点，为工程振动控制领域带来了革命性的突破在机械、建筑、车辆等领域均有所应用，尤其在汽车行业中，基于动悬架已经在高端车型中逐渐普及。

公司,算法仿真,模型设计,实际控制

首先应建立其阻尼D 的运动状态与控制电流，输；控制器模型的输入为 MRD 的算法仿真与实际控制中计算所需RD 进行性能测试；而后基于实识，建立了 Bingham 模型、Ta，，根据 MRD 模型设计其开环馈-PID 控制策略加以改进。方法司生产的 RD 系列 MRD，如图
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.33

【参考文献】