非线性空气悬架系统的控制策略研究

发布时间：2020-06-21 11:37

【摘要】：随着车辆悬架技术的飞速发展,空气弹簧悬架在大型豪华客车和高端轿车上的应用越来越普遍。空气弹簧悬架系统作为一种新型悬架系统,相较于传统的被动悬架系统,其在车辆的行驶平顺性和操纵稳定性等使用性能方面有明显的提升,并且还能有效的保护路面。首先,以空气弹簧悬架作为研究对象,对空气弹簧悬架的组成以及空气弹簧的刚度特性展开了详细的介绍,通过相关的理论分析推导出了空气弹簧恢复力与位移的关系,建立了不同气压下空气弹簧的多项式数学模型。然后,针对空气弹簧的非线性特性并基于车辆动力学理论,建立了1/2车六自由度“车-椅-人”主动空气悬架系统模型,推导了其运动方程和状态方程。根据PID控制理论、模糊控制理论及分数阶控制理论,设计了PID控制器、模糊控制器、模糊自适应PID控制器和模糊分数阶PI~λD~μ控制器,并建立了主动控制非线性空气悬架仿真模型。最后,在车辆空载、半载和满载的情况下,通过Matlab/Simulink工具箱对主动空气悬架系统的人体、座椅、车身的垂直加速度,俯仰角加速度,前后悬架动挠度及前后车轮动载荷进行仿真模拟。仿真结果表明:与被动空气悬架相比,论文设计的控制器不仅能有效的实现非线性空气悬架的主动控制,而且还能很好的改善车辆的行驶平顺性和操纵稳定性,其中模糊分数阶PI~λD~μ控制器控制效果最好。
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.33
【图文】：

Fig 2.1 Structure of air suspension system）空气弹簧弹簧是一种利用其压缩空气的反作用力来作为恢复力的弹性元形式的不同，空气弹簧一般分为囊式、膜式和复合式[40]，如图

-6-（a）囊式空气弹簧 （b）膜式空气弹簧 （c）复合式空气弹簧图 2.2 空气弹簧分类Fig 2.2 Classification of air spring

【参考文献】

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本文编号：2724010