面向直线行驶工况的汽车空气悬架系统控制策略研究

发布时间：2021-03-12 08:20

　　与其他车辆悬架相比,附加气室容积可调式空气悬架具有主动升降车身高度和调节悬架刚度等功能,可极大提高车辆性能,是车辆悬架的发展方向之一,其核心是与之相关的控制策略。因此,本文以附加气室容积可调式空气悬架系统为研究对象,通过理论研究和数学建模,分别提出了直线平稳行驶及非紧急制动工况的悬架系统控制策略,并进行了仿真实验,验证所提控制策略的有效性。主要的研究内容及成果如下:（1）建立了附加气室容积可调式空气弹簧的数学模型及其仿真模型,在此基础上,以等效弹簧力代替附加气室容积可调时空气弹簧的方式分别建立了1/4和1/2车辆模型。并对附加气室容积可调式空气弹簧、1/4车辆模型分别进行了仿真实验,结果均表明:仿真结果与相关参考文献的实验结果基本吻合。（2）为了提高车辆直线行驶的综合性能,应用模糊层次分析法、极差正规化法及线性加权和法将悬架参数多目标优化问题转化为单目标优化问题,进而提出人工免疫–模糊分层控制策略旨在提高车辆的综合性能。其中,上层控制器应用人工免疫算法在线优化附加气室容积及阻尼器阻尼,下层控制器应用模糊规则对附加气室容积改变时弹簧内部气体质量进行控制。对直线平稳行驶时的车辆性能进行了仿... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
        1.1.1 课题的研究背景
        1.1.2 课题的研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 空气悬架系统研究现状
        1.2.2 附加气室容积可调式空气悬架系统研究现状
        1.2.3 当前研究中存在的问题
    1.3 本文的主要研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 附加气室容积可调式空气悬架建模
    2.1 附加气室容积可调式空气弹簧结构与工作原理
    2.2 附加气室容积可调式空气弹簧模型的建立
        2.2.1 空气弹簧主气室数学模型
        2.2.2 附加气室数学模型
        2.2.3 电磁阀数学模型
        2.2.4 气路管道数学模型
        2.2.5 附加气室容积可调式空气弹簧仿真模型的建立及验证
        2.2.6 附加气室容积不同时空气弹簧主气室充放气性能研究
    2.3 路面模型的建立
        2.3.1 路面不平度频域模型
        2.3.2 随机路面的时域模型及空间域模型
    2.4 附加气室容积可调式空气悬架车辆模型的建立
        2.4.1 1/4 车辆模型的建立
        2.4.2 1/2 车辆模型的建立
        2.4.3 轮胎模型
    2.5 本章小结
第3章 直线平稳行驶工况的空气悬架控制策略研究
    3.1 悬架性能目标分析
    3.2 空气悬架系统多目标优化
        3.2.1 空气悬架系统设计变量的选择
        3.2.2 空气悬架系统约束条件的建立
        3.2.3 空气悬架系统优化目标函数的建立
    3.3 基于人工免疫–模糊分层控制策略的研究
        3.3.1 基于人工免疫算法的上层控制策略
        3.3.2 基于模糊逻辑规则的下层控制策略
    3.4 直线平稳行驶工况的仿真及分析
        3.4.1 直线平稳行驶工况的仿真
        3.4.2 仿真结果分析
    3.5 本章小结
第4章 直线非紧急制动工况的空气悬架控制策略研究
    4.1 基于Backstepping控制策略的车身俯仰运动控制
        4.1.1 Backstepping设计方法
        4.1.2 车辆俯仰运动Backstepping控制
        4.1.3 输出解耦
        4.1.4 零动态
    4.2 基于PID控制的车辆俯仰运动控制
    4.3 直线非紧急制动工况的仿真及分析
        4.3.1 直线非紧急制动工况的仿真
        4.3.2 仿真结果分析
    4.4 本章小结
第5章 基于TruckSim与 Simulink软件的联合仿真研究
    5.1 TruckSim软件简介
    5.2 基于TruckSim与 Simulink的联合仿真平台的搭建及验证
        5.2.1 联合仿真平台的搭建
        5.2.2 联合仿真模型的验证
    5.3 联合仿真及分析
        5.3.1 直线平稳行驶工况的联合仿真及分析
        5.3.2 直线非紧急制动工况联合仿真及分析
    5.4 本章小结
总结与展望
    1 全文总结
    2 展望
参考文献
附录
攻读学位期间参与的科研项目及科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于独立调节高度和刚度的空气悬架优化和分析[J]. 吴全君,尉庆国,王婷,秦志远.  机床与液压. 2019(03)
[2]中型纯电动客车空气弹簧悬架Modelica模型的研究[J]. 秦东晨,王耀凯,程雷,王迎佳.  机械设计与制造. 2018(11)
[3]电控空气悬架系统刚度调节预瞄算法研究[J]. 马志敏,苑庆泽,吴作柱,梁华芳.  机械科学与技术. 2019(03)
[4]节流孔式空气阻尼系统建模及参数影响分析[J]. 陈俊杰,殷智宏,郭孔辉,何江华,曾祥坤,袁显举.  振动与冲击. 2018(16)
[5]高地隙喷雾机主动空气悬架减振控制与实验[J]. 武秀恒,秦嘉浩,杜岳峰,宋正河,陈雨,谢斌.  农业机械学报. 2018(06)
[6]基于模糊滑模backstepping的半主动空气悬架设计[J]. 孙丽颖,王君莹.  噪声与振动控制. 2018(01)
[7]商用车驾驶室悬置仿真与隔振性能优化[J]. 王国林,李凯强,杨建,梁晨.  汽车工程. 2017(09)
[8]电控空气悬挂刚度特性分析[J]. 谢东升,王璐,汪国胜,雷强顺.  装甲兵工程学院学报. 2017(03)
[9]半主动空气悬架的神经模糊控制[J]. 江洪,王子豪,孔亮.  重庆理工大学学报(自然科学). 2017(03)
[10]基于操纵稳定性的小型客车前空气悬架设计[J]. 杨阳,李耀华.  西华大学学报(自然科学版). 2016(06)

博士论文
[1]人工免疫算法的优化及其关键问题研究[D]. 舒万能.武汉大学 2013
[2]基于电控空气悬架的轿车平顺性和操纵稳定性协调控制研究[D]. 陈双.吉林大学 2012
[3]带附加气室空气弹簧系统动态特性机理的研究[D]. 李美.江苏大学 2012
[4]带附加气室空气弹簧动力学特性研究[D]. 王家胜.南京农业大学 2009

硕士论文
[1]ECAS汽车的车身高度调节与平顺性研究[D]. 李志昌.江苏科技大学 2017
[2]基于TruckSim的旅游客车制动安全性建模与仿真研究[D]. 白会涛.长安大学 2016
[3]基于TruckSim的卡车防抱死制动系统研究[D]. 刘福建.湖南大学 2016
[4]基于悬架和线控制动联合控制的制动平顺性研究[D]. 霍舒豪.清华大学 2015
[5]客车电控空气悬架系统参数匹配与控制方法研究[D]. 周彤.吉林大学 2015
[6]基于Backstepping的电子节气门控制[D]. 宋同好.吉林大学 2009
[7]模糊控制在汽车半主动悬架中的应用研究[D]. 郭生.东北大学 2006



本文编号：3077996