离散冲击路面下电磁阀式半主动悬架控制方法研究
发布时间：2021-12-09 04:42
电磁阀式阻尼可调减振器,因为结构紧凑、性能可靠、控制简单等优点,成为半主动悬架控制领域研究的一大热点。但是在电磁阀式半主动悬架的控制的研究中依然存在着一些不足:电磁阀式减振器内部结构复杂,其阻尼力模型精度不够;单一的控制算法难以适应实际复杂的行驶工况。因此本文从问题出发,对电磁阀式减振器的内部结构和工作行程进行分析,建立其阻尼力机理模型。在此基础上,针对离散冲击路面,提出基于瞬时频率的路面识别方法,设计天棚和地棚控制算法的切换控制策略。随后,通过高精度车辆动力学模型仿真验证控制方法的有效性。最后,完成实验台架信号的硬件设计,完善了四分之一半主动悬架实验环境,为后续模型和控制算法的台架验证准备了硬件条件。本文首先分析了电磁阀式阻尼可调减振器的内部结构和工作行程,分别建立油液流经各个阀系的液压模型和数学模型,进而根据流体力学理论,综合得到压缩行程和复原行程的数学模型。利用MATLAB编写程序,仿真得到减振器的阻尼特性曲线。最后对电磁阀式减振器和磁流变减振器的阻尼特性曲线进行对比,分析其阻尼特性,为后续控制策略的设计提供参考模型。针对离散冲击路面,车轮与坑或包接触期间和车轮通过坑或包时的簧上...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
四分之一车辆悬架系统的三种不同形式
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文8第2章电磁阀式半主动悬架动力学建模及分析2.1引言电磁阀式减振器是电磁阀式半主动悬架的核心部件，用来衰减路面激励引起的车身振动，因而一个准确的电磁阀式减振器模型对车辆悬架的控制至关重要。本章通过分析电磁阀阻尼可调减振器的工作行程，研究其内部结构和流经各个阀系的液压模型，进而建立减振器的阻尼力机理模型，研究悬架阻尼力与行程速度、电磁阀开度等参数之间的关系。并利用MATLAB仿真得到其阻尼特性曲线，通过磁流变减振器的阻尼特性曲线进行对比，分析其阻尼特性，为后续车辆半主动悬架的控制算法设计奠定基矗2.2四分之一电磁阀式半主动悬架动力学建模在对悬架控制理论和减振器特性进行研究时，经常采用结构简单的二自由度四分之一模型，文献[37]中详细描述了四分之一模型能较好地反映车辆的垂向的振动性能。其结构示意图如图2-1所示，动力学方程表示为式（2-1），其中悬架模型参数含义如表2-1所示。图2-1四分一半主动悬架结构示意图susuursusu(zz)(zz)0(zz)(zz)(zz)0ssssdamperuutssdampermzckFmzkckF+++=+=（2-1）
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文10图2-2电磁阀式阻尼可调减振器结构简图复原行程的内部油液流通情况如图2-2中红色箭头所示。活塞杆向上运动，活塞上腔体积减小压力增大，当活塞上腔和活塞下腔压差大于复原阀背压时，复原阀开通，油液从活塞上腔流入活塞下腔；同时活塞上腔油液通过中间腔、电磁阀流入储油腔；储油腔内压力大于活塞下腔，油液通过补偿阀流入活塞下腔。压缩行程的内部油液流通情况如图2-2中蓝色箭头所示。活塞杆向下运动，活塞下腔体积减小压力增大，当活塞下腔和储油腔压差大于压缩阀背压时，压缩阀开通，油液从活塞下腔流入储油腔；同时活塞下腔压力大于活塞上腔，油液通过流通阀流入活塞上腔；活塞上腔油液通过中间腔、电磁阀流入储油腔。其中复原行程中油液由中间腔通过补偿阀流到下腔的过程，压缩行程中油液由下腔通过流通阀流到上腔的过程，液压阻力较小很容易打开，且阀口开度较大，在工程计算中，节流阻力可忽略，在建立液压模型时对这两部分进行简化。1)复原行程建模复原行程油液流通情况如图2-3所示，下面分别对模型中标注的节流阀、溢流阀和电磁阀的数学模型进行描述，综合得到复原行程中的阻尼力模型。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种改进的天棚半主动控制算法[J]. 张进秋,黄大山,刘义乐,滕涛,李广进. 计算机测量与控制. 2015(08)
[2]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)
[3]新型电磁阀式减振器的仿真与试验研究[J]. 夏光,陈无畏,唐希雯,王洪成. 汽车工程. 2012(11)
[4]主动悬架LQR控制加权系数多目标遗传算法优化[J]. 胡斐,赵治国. 机械与电子. 2011(02)
[5]基于滑模理论的半主动悬架控制[J]. 楼少敏,付振,许沧粟. 汽车工程. 2010(05)
[6]基于地棚控制的半主动悬架车辆道路友好性仿真[J]. 严天一,刘大维,师忠秀,陈焕明,陈秉聪. 农业机械学报. 2007(01)
[7]萨克斯减振器的发展趋势(二)[J]. 刘录秀. 汽车与配件. 2006(08)
[8]汽车半主动悬架的非线性神经网络自适应控制研究[J]. 陈无畏,王其东,王志君,王启瑞,范迪彬,李智超. 机械工程学报. 2000(01)
[9]丰田 LEXUS LS400 型轿车的电子控制悬架[J]. 梁杰. 汽车技术. 1997(09)
博士论文
[1]基于电磁阀式减振器的汽车SASS与ESP集成控制研究[D]. 夏光.合肥工业大学 2013
硕士论文
[1]基于麦弗逊悬架的1/4汽车模型建模及其控制研究[D]. 谢忠开.华南理工大学 2018
[2]复杂行驶工况下车辆主动悬架控制方法研究[D]. 杨露露.哈尔滨工业大学 2017
[3]智能汽车主动悬架输出反馈控制方法研究[D]. 蒋莉.哈尔滨工业大学 2016
[4]阀控式可调阻尼减振器及其阻尼特性研究[D]. 宣芮.江苏大学 2016
[5]阻尼连续可调减振器建模及控制策略研究[D]. 刘尚鸿.北京理工大学 2015
[6]汽车半主动悬架可变阻尼减振器的结构及阻尼性能研究[D]. 李明.长安大学 2015
[7]基于逆模型的磁流变半主动悬架控制器设计[D]. 吴健.哈尔滨工业大学 2014
[8]连续可调阻尼减振器设计与半主动悬架的控制算法仿真[D]. 王东.燕山大学 2013
[9]可变阻尼减振器动力学仿真研究[D]. 韩传强.吉林大学 2008
[10]车用可调阻尼减振器的研制[D]. 郭洋.西华大学 2007
本文编号：3529941
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
四分之一车辆悬架系统的三种不同形式
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文8第2章电磁阀式半主动悬架动力学建模及分析2.1引言电磁阀式减振器是电磁阀式半主动悬架的核心部件，用来衰减路面激励引起的车身振动，因而一个准确的电磁阀式减振器模型对车辆悬架的控制至关重要。本章通过分析电磁阀阻尼可调减振器的工作行程，研究其内部结构和流经各个阀系的液压模型，进而建立减振器的阻尼力机理模型，研究悬架阻尼力与行程速度、电磁阀开度等参数之间的关系。并利用MATLAB仿真得到其阻尼特性曲线，通过磁流变减振器的阻尼特性曲线进行对比，分析其阻尼特性，为后续车辆半主动悬架的控制算法设计奠定基矗2.2四分之一电磁阀式半主动悬架动力学建模在对悬架控制理论和减振器特性进行研究时，经常采用结构简单的二自由度四分之一模型，文献[37]中详细描述了四分之一模型能较好地反映车辆的垂向的振动性能。其结构示意图如图2-1所示，动力学方程表示为式（2-1），其中悬架模型参数含义如表2-1所示。图2-1四分一半主动悬架结构示意图susuursusu(zz)(zz)0(zz)(zz)(zz)0ssssdamperuutssdampermzckFmzkckF+++=+=（2-1）
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文10图2-2电磁阀式阻尼可调减振器结构简图复原行程的内部油液流通情况如图2-2中红色箭头所示。活塞杆向上运动，活塞上腔体积减小压力增大，当活塞上腔和活塞下腔压差大于复原阀背压时，复原阀开通，油液从活塞上腔流入活塞下腔；同时活塞上腔油液通过中间腔、电磁阀流入储油腔；储油腔内压力大于活塞下腔，油液通过补偿阀流入活塞下腔。压缩行程的内部油液流通情况如图2-2中蓝色箭头所示。活塞杆向下运动，活塞下腔体积减小压力增大，当活塞下腔和储油腔压差大于压缩阀背压时，压缩阀开通，油液从活塞下腔流入储油腔；同时活塞下腔压力大于活塞上腔，油液通过流通阀流入活塞上腔；活塞上腔油液通过中间腔、电磁阀流入储油腔。其中复原行程中油液由中间腔通过补偿阀流到下腔的过程，压缩行程中油液由下腔通过流通阀流到上腔的过程，液压阻力较小很容易打开，且阀口开度较大，在工程计算中，节流阻力可忽略，在建立液压模型时对这两部分进行简化。1)复原行程建模复原行程油液流通情况如图2-3所示，下面分别对模型中标注的节流阀、溢流阀和电磁阀的数学模型进行描述，综合得到复原行程中的阻尼力模型。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种改进的天棚半主动控制算法[J]. 张进秋,黄大山,刘义乐,滕涛,李广进. 计算机测量与控制. 2015(08)
[2]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)
[3]新型电磁阀式减振器的仿真与试验研究[J]. 夏光,陈无畏,唐希雯,王洪成. 汽车工程. 2012(11)
[4]主动悬架LQR控制加权系数多目标遗传算法优化[J]. 胡斐,赵治国. 机械与电子. 2011(02)
[5]基于滑模理论的半主动悬架控制[J]. 楼少敏,付振,许沧粟. 汽车工程. 2010(05)
[6]基于地棚控制的半主动悬架车辆道路友好性仿真[J]. 严天一,刘大维,师忠秀,陈焕明,陈秉聪. 农业机械学报. 2007(01)
[7]萨克斯减振器的发展趋势(二)[J]. 刘录秀. 汽车与配件. 2006(08)
[8]汽车半主动悬架的非线性神经网络自适应控制研究[J]. 陈无畏,王其东,王志君,王启瑞,范迪彬,李智超. 机械工程学报. 2000(01)
[9]丰田 LEXUS LS400 型轿车的电子控制悬架[J]. 梁杰. 汽车技术. 1997(09)
博士论文
[1]基于电磁阀式减振器的汽车SASS与ESP集成控制研究[D]. 夏光.合肥工业大学 2013
硕士论文
[1]基于麦弗逊悬架的1/4汽车模型建模及其控制研究[D]. 谢忠开.华南理工大学 2018
[2]复杂行驶工况下车辆主动悬架控制方法研究[D]. 杨露露.哈尔滨工业大学 2017
[3]智能汽车主动悬架输出反馈控制方法研究[D]. 蒋莉.哈尔滨工业大学 2016
[4]阀控式可调阻尼减振器及其阻尼特性研究[D]. 宣芮.江苏大学 2016
[5]阻尼连续可调减振器建模及控制策略研究[D]. 刘尚鸿.北京理工大学 2015
[6]汽车半主动悬架可变阻尼减振器的结构及阻尼性能研究[D]. 李明.长安大学 2015
[7]基于逆模型的磁流变半主动悬架控制器设计[D]. 吴健.哈尔滨工业大学 2014
[8]连续可调阻尼减振器设计与半主动悬架的控制算法仿真[D]. 王东.燕山大学 2013
[9]可变阻尼减振器动力学仿真研究[D]. 韩传强.吉林大学 2008
[10]车用可调阻尼减振器的研制[D]. 郭洋.西华大学 2007
本文编号：3529941
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