路面频率自适应液电馈能式半主动悬架设计及试验研究
发布时间：2021-05-06 15:23
传统液电馈能式减振器阻尼力无法随行驶工况动态调整,限制了悬架系统动力学性能的进一步提升。本文将DC-DC变换器引入液电馈能式悬架的馈能电路中,通过动态调整DC-DC变换器中MOS管开关信号占空比,改变液电馈能式减振器阻尼力,实现悬架系统的半主动控制。此外,本文设计的液电馈能式半主动悬架可以依据路面频率,调整工作模式,满足多种工况的动力学性能要求,同时具备回馈振动能量的功能。本文主要研究内容如下:首先,建立液电馈能式悬架系统数学模型,通过对馈能电路的分析,提出调整DC-DC变换器中MOS管开关信号占空比,以改变馈能减振器阻尼力,使实际阻尼力追踪理想阻尼力,达到半主动控制的目的。设计了针对液电馈能式悬架系统的路面频率自适应半主动控制方案,即:从路面频率角度划分了悬架工作模式,设计了“天棚-地棚控制结合模糊PID控制”的双环混合控制器,其中,内环天棚-地棚控制依据车身状态计算馈能减振器理想阻尼力,外环模糊PID控制器根据理想阻尼力和实际阻尼力的差值输出合适的MOS管开关信号占空比以调整馈能减振器阻尼力,实现半主动控制。然后,基于路面频率划分了半主动悬架的工作模式,设计了双环控制系统,其中,内...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究概况
1.2.1 馈能悬架研究概况
1.2.2 悬架控制技术研究概况
1.3 本文主要研究内容
第二章 液电馈能式悬架系统建模
2.1 液电馈能式悬架结构与工作原理
2.2 液电馈能式悬架建模
2.2.1 液电馈能式减振器阻尼力
2.2.2 馈能电路工作原理
2.3 本章小结
第三章 路面频率自适应半主动控制理想阻尼力的确定
3.1 路面频率自适应的半主动控制方案
3.2 天棚阻尼和地棚阻尼系数优化设计
3.2.1 LQG控制策略
3.2.2 基于遗传算法的LQG控制加权系数优化设计
3.2.3 基于LQG最优控制的天棚阻尼和地棚阻尼系数设计
3.3 频域仿真对比
3.4 本章小结
第四章 半主动悬架车身状态估计及路面频率识别
4.1 半主动悬架车身状态估计
4.1.1 状态观测原理
4.1.2 卡尔曼滤波原理
4.1.3 基于卡尔曼滤波器的半主动悬架车身状态估计
4.2 路面频率识别
4.2.1 路面速度信号的状态估计
4.2.2 频率估计原理
4.3 本章小结
第五章 阻尼力跟踪控制器设计及仿真研究
5.1 模糊PID阻尼力跟踪控制器设计
5.1.1 模糊PID控制器工作原理
5.1.2 控制器设计
5.2 路面频率自适应液电馈能式半主动悬架系统仿真研究
5.2.1 正弦路面悬架系统动态性能分析
5.2.2 分段正弦路面仿真分析
5.3 本章小结
第六章 台架试验研究及结果分析
6.1 试验仪器及设备
6.2 台架试验布局
6.3 试验结果分析
6.3.1 正弦路面试验结果分析
6.3.2 分段正弦路面试验结果分析
6.3.3 误差分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间参加的科研项目、发表的论文与申请的专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LQG的混合电磁悬架阻尼-刚度设计及试验研究[J]. 汪若尘,钱禹辰,丁仁凯,孟祥鹏,谢健. 振动与冲击. 2018(03)
[2]混合悬架半主动控制器设计与试验[J]. 汪若尘,焦宇,钱金刚,丁仁凯,陈龙. 农业机械学报. 2017(06)
[3]液压互联馈能悬架特性分析与试验[J]. 汪若尘,蒋秋明,叶青,陈龙,孟祥鹏. 农业机械学报. 2017(08)
[4]基于模型参考的混合悬架多模式切换控制研究[J]. 汪若尘,马晓炜,丁仁凯,孟祥鹏,陈龙. 农业机械学报. 2017(07)
[5]多级可调阻尼半主动空气悬架的天棚控制研究[J]. 康耀东,庞辉,刘凯,杨剑,柴星. 机械科学与技术. 2016(05)
[6]半主动悬架PID控制的研究和优化[J]. 郭全民,雷蓓蓓. 国外电子测量技术. 2015(04)
[7]馈能式悬架能量回收潜力试验研究[J]. 张晗,过学迅,方志刚,徐琳,张杰. 振动.测试与诊断. 2015(02)
[8]磁流变半主动空气悬架混合天地棚控制策略研究[J]. 江洪,刘如奎. 科学技术与工程. 2014(28)
[9]液电式馈能减振器外特性仿真与试验[J]. 张晗,过学迅,徐琳,张杰. 农业工程学报. 2014(02)
[10]主动悬架的直线电机作动器控制系统研究[J]. 罗虹,陈星,邓兆祥,来飞,马英. 系统仿真学报. 2012(07)
博士论文
[1]汽车液电馈能式减振器馈能理论及阻尼特性研究[D]. 方志刚.武汉理工大学 2013
[2]汽车液电馈能式减振器研究[D]. 徐琳.武汉理工大学 2011
硕士论文
[1]变论域模糊PID控制在直流电机中的应用[D]. 陈午阳.北方工业大学 2017
[2]液压互联馈能悬架参数优化与试验研究[D]. 张承龙.江苏大学 2017
[3]主动悬架用电磁直线作动器储能装置研究[D]. 彭安琪.南京理工大学 2017
[4]液电式馈能减振器动力学仿真和性能研究[D]. 战敏.吉林大学 2015
本文编号：3172160
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究概况
1.2.1 馈能悬架研究概况
1.2.2 悬架控制技术研究概况
1.3 本文主要研究内容
第二章 液电馈能式悬架系统建模
2.1 液电馈能式悬架结构与工作原理
2.2 液电馈能式悬架建模
2.2.1 液电馈能式减振器阻尼力
2.2.2 馈能电路工作原理
2.3 本章小结
第三章 路面频率自适应半主动控制理想阻尼力的确定
3.1 路面频率自适应的半主动控制方案
3.2 天棚阻尼和地棚阻尼系数优化设计
3.2.1 LQG控制策略
3.2.2 基于遗传算法的LQG控制加权系数优化设计
3.2.3 基于LQG最优控制的天棚阻尼和地棚阻尼系数设计
3.3 频域仿真对比
3.4 本章小结
第四章 半主动悬架车身状态估计及路面频率识别
4.1 半主动悬架车身状态估计
4.1.1 状态观测原理
4.1.2 卡尔曼滤波原理
4.1.3 基于卡尔曼滤波器的半主动悬架车身状态估计
4.2 路面频率识别
4.2.1 路面速度信号的状态估计
4.2.2 频率估计原理
4.3 本章小结
第五章 阻尼力跟踪控制器设计及仿真研究
5.1 模糊PID阻尼力跟踪控制器设计
5.1.1 模糊PID控制器工作原理
5.1.2 控制器设计
5.2 路面频率自适应液电馈能式半主动悬架系统仿真研究
5.2.1 正弦路面悬架系统动态性能分析
5.2.2 分段正弦路面仿真分析
5.3 本章小结
第六章 台架试验研究及结果分析
6.1 试验仪器及设备
6.2 台架试验布局
6.3 试验结果分析
6.3.1 正弦路面试验结果分析
6.3.2 分段正弦路面试验结果分析
6.3.3 误差分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间参加的科研项目、发表的论文与申请的专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LQG的混合电磁悬架阻尼-刚度设计及试验研究[J]. 汪若尘,钱禹辰,丁仁凯,孟祥鹏,谢健. 振动与冲击. 2018(03)
[2]混合悬架半主动控制器设计与试验[J]. 汪若尘,焦宇,钱金刚,丁仁凯,陈龙. 农业机械学报. 2017(06)
[3]液压互联馈能悬架特性分析与试验[J]. 汪若尘,蒋秋明,叶青,陈龙,孟祥鹏. 农业机械学报. 2017(08)
[4]基于模型参考的混合悬架多模式切换控制研究[J]. 汪若尘,马晓炜,丁仁凯,孟祥鹏,陈龙. 农业机械学报. 2017(07)
[5]多级可调阻尼半主动空气悬架的天棚控制研究[J]. 康耀东,庞辉,刘凯,杨剑,柴星. 机械科学与技术. 2016(05)
[6]半主动悬架PID控制的研究和优化[J]. 郭全民,雷蓓蓓. 国外电子测量技术. 2015(04)
[7]馈能式悬架能量回收潜力试验研究[J]. 张晗,过学迅,方志刚,徐琳,张杰. 振动.测试与诊断. 2015(02)
[8]磁流变半主动空气悬架混合天地棚控制策略研究[J]. 江洪,刘如奎. 科学技术与工程. 2014(28)
[9]液电式馈能减振器外特性仿真与试验[J]. 张晗,过学迅,徐琳,张杰. 农业工程学报. 2014(02)
[10]主动悬架的直线电机作动器控制系统研究[J]. 罗虹,陈星,邓兆祥,来飞,马英. 系统仿真学报. 2012(07)
博士论文
[1]汽车液电馈能式减振器馈能理论及阻尼特性研究[D]. 方志刚.武汉理工大学 2013
[2]汽车液电馈能式减振器研究[D]. 徐琳.武汉理工大学 2011
硕士论文
[1]变论域模糊PID控制在直流电机中的应用[D]. 陈午阳.北方工业大学 2017
[2]液压互联馈能悬架参数优化与试验研究[D]. 张承龙.江苏大学 2017
[3]主动悬架用电磁直线作动器储能装置研究[D]. 彭安琪.南京理工大学 2017
[4]液电式馈能减振器动力学仿真和性能研究[D]. 战敏.吉林大学 2015
本文编号：3172160
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3172160.html
