电控空气悬架主动控制策略仿真与试验研究
发布时间：2022-01-14 02:49
近代电子技术的进步极大地促进了汽车的发展,电子控制技术在汽车上的应用越来越广泛,电控空气悬架应运而生,电控空气悬架技术是传统悬架技术的重大革新,与传统悬架相比电控空气悬架能有效地提高汽车的行驶平顺性与操纵稳定性。本文以某型号空气弹簧为研究对象,建立车辆1/4电控空气悬架系统,同时在Matlab/Simulink中建立电控空气悬架系统的仿真模型和主动控制器的仿真模型,分别建立PID控制器、模糊控制器仿真模型,在Matlab/Simulink中分别用控制器对电控空气悬架系统进行主动控制模拟仿真,记录下簧上质量加速度信号、悬架动行程信号和轮胎动载荷信号,分别比较同种信号的被动控制和主动控制,仿真结果表明主动控制相比被动控制性能有很大改善,主动控制时簧上质量加速度、轮胎动载荷改善很大,悬架动行程有一定的增加。为了检验设计的主动控制器是否合理,搭建了实物振动试验台,将实物空气悬架系统放在振动试验台进行振动试验,振动试验台模拟实际路面输入,可通过变频器改变振动台的振动频率从而模拟汽车垂向运动。振动试验台安装加速度传感器、位移传感器、气压传感器和拉压力传感器,在试验时记录下簧上质量加速度信号、悬架动...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１膜式空气弹簧结构图
膜式空气弹簧拥有刚度、外形尺寸比较小的特点，弹性特性相比囊式空气弹簧也更??加适合汽车悬架，膜式空气弹簧常用在轿车上，膜式空气弹簧结构和囊式空气弹簧结构??如图２－１和２－２所示。??１?１?????｜?／￣??１－顶盖２－橡胶帘线层３－底座?１－顶盖２－橡胶帘线层３－中间环４－底座??图２－１膜式空气弹簧结构图?图２－２囊式空气弹簧结构图??２．２空气弹簧静特性试验??空气弹簧性能试验标准ＧＢ／Ｔ１３０６１－２０１７《商用车空气悬架用空气弹簧技术规范》??在２０１８年５月１日开始实施，标准中规定了商用车空气悬架用空气弹簧试验方法［４１］。??空气弹簧弹性特性试验方法包括动弹性特性试验和静弹性特性试验，其中静弹性特性试??验分为等温变压特性试验和等温等压特性试验，动弹性特性试验和等温变压特性试验需??要将空气弹簧充气后断开气源，空气弹簧内的压缩空气质量是不变的，而等温等压特性??试验的特点是将空气弹簧充气后保留气源以保持空气弹簧内部气压恒定，测试空气弹簧??静特性时严格按照标准进行制定试验方案，在进行试验时缓慢加载以保持系统的动态稳??定。??－６－??
?２．２．１试验过程??空气弹簧静特性测试系统工作原理如图２－３所示，测试系统由膜式空气弹簧、液压??拉伸试验机、供气系统、计算机系统组成，液压拉伸试验机是试验平台，液压拉伸试验??机可以控制加载速度、加载位移，在进行试验时力臂缓慢的加载以确保系统的稳定性。??供气系统由空气压缩机、电磁阀、气管组成，计算机系统由计算机、采集卡、电磁阀驱??动模块、拉压力传感器、位移传感器和气体压力传感器组成，试验时采集卡采集空气弹??簧载荷信号、空气弹簧位移信号、空气弹簧内部气体压力信号，储存在计算机中用于后??期试验分析。??ｉ传感器??——???电＿??ｒ＾＾１！！?＾，－Ｔｂｌｋｎ?ｒ—＾????｜?计算机?ｒ?！??￥?丨；???２?——?Ｔ???｜?电麵????ａｃ?＾?Ｐ?署霣驱动??ｒｉ?ｒｌ￣ＡＡＡ??位移传感器｜??—＋?ｉ．?：ｌ木、卡电路??ｌ????ｆ?＾?［ｍ＞??位移发生?Ｏ３??图２－３空气弹簧静特性测试系统工作原理??参考试验标准制定等温等压特性试验方案，先将空气弹簧调至平衡高度，按照最大??工作压力减小到０．３ＭＰａ
【参考文献】：
期刊论文
[1]负刚度悬架系统动力学特性及其性能研究[J]. 顾信忠,李舜酩,程春. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(09)
[2]汽车空气悬架研究进展:零部件与系统[J]. 王文林,侯之超,邹军. 汽车安全与节能学报. 2018(01)
[3]空气悬架自整定模糊PID控制策略研究[J]. 赵振秀,耿龙伟,汤沛,林鑫焱. 汽车实用技术. 2017(22)
[4]不同激励频率下空气弹簧幅变特性研究[J]. 高红星,池茂儒,曾京,邬平波,戴焕云,张卫华. 铁道学报. 2017(11)
[5]基于变论域模糊控制的半主动空气悬架刚度调节[J]. 王君莹,孙丽颖. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2017(04)
[6]基于模糊自适应PID控制器的空气悬架控制策略研究[J]. 詹长书,程崇,孙世磊. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2015(05)
[7]半主动空气悬架阻尼多模型自适应控制研究[J]. 孙晓强,陈龙,汪少华,杨晓峰,徐兴. 农业机械学报. 2015(03)
[8]基于模糊次优控制的空气悬架仿真研究[J]. 孙世磊,詹长书,陈开来,狄佳福. 重庆理工大学学报(自然科学). 2014(07)
[9]关于汽车空气悬架的应用现状与发展前景[J]. 朱敬娜,于大方. 才智. 2014(14)
[10]主动悬架控制技术研究[J]. 周柔,郭志峰. 计算机与现代化. 2012(01)
博士论文
[1]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
硕士论文
[1]空气弹簧的力学特性及空气悬架的主动控制策略研究[D]. 程崇.东北林业大学 2016
[2]液压支架电液控制系统测试平台关键技术研究[D]. 金静飞.中国矿业大学 2015
[3]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
[4]电控空气悬架及其控制策略研究[D]. 孙世磊.东北林业大学 2015
[5]空气悬架力学特性及主动控制策略研究[D]. 邱文军.吉林大学 2014
[6]空气悬架大客车动力学仿真与主动控制研究[D]. 张明.沈阳理工大学 2014
[7]船舶电站模糊自整定PID控制器设计与仿真[D]. 王胜楠.大连海事大学 2012
[8]1/4汽车半主动悬架系统的试验方法研究[D]. 陈助碧.浙江大学 2006
[9]基于模糊控制的半主动空气悬架系统的仿真与试验研究[D]. 王宏杰.吉林大学 2005
[10]伺服阀控液压马达速度控制系统性能研究[D]. 赵敬伟.山东大学 2005
本文编号：3587653
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１膜式空气弹簧结构图
膜式空气弹簧拥有刚度、外形尺寸比较小的特点，弹性特性相比囊式空气弹簧也更??加适合汽车悬架，膜式空气弹簧常用在轿车上，膜式空气弹簧结构和囊式空气弹簧结构??如图２－１和２－２所示。??１?１?????｜?／￣??１－顶盖２－橡胶帘线层３－底座?１－顶盖２－橡胶帘线层３－中间环４－底座??图２－１膜式空气弹簧结构图?图２－２囊式空气弹簧结构图??２．２空气弹簧静特性试验??空气弹簧性能试验标准ＧＢ／Ｔ１３０６１－２０１７《商用车空气悬架用空气弹簧技术规范》??在２０１８年５月１日开始实施，标准中规定了商用车空气悬架用空气弹簧试验方法［４１］。??空气弹簧弹性特性试验方法包括动弹性特性试验和静弹性特性试验，其中静弹性特性试??验分为等温变压特性试验和等温等压特性试验，动弹性特性试验和等温变压特性试验需??要将空气弹簧充气后断开气源，空气弹簧内的压缩空气质量是不变的，而等温等压特性??试验的特点是将空气弹簧充气后保留气源以保持空气弹簧内部气压恒定，测试空气弹簧??静特性时严格按照标准进行制定试验方案，在进行试验时缓慢加载以保持系统的动态稳??定。??－６－??
?２．２．１试验过程??空气弹簧静特性测试系统工作原理如图２－３所示，测试系统由膜式空气弹簧、液压??拉伸试验机、供气系统、计算机系统组成，液压拉伸试验机是试验平台，液压拉伸试验??机可以控制加载速度、加载位移，在进行试验时力臂缓慢的加载以确保系统的稳定性。??供气系统由空气压缩机、电磁阀、气管组成，计算机系统由计算机、采集卡、电磁阀驱??动模块、拉压力传感器、位移传感器和气体压力传感器组成，试验时采集卡采集空气弹??簧载荷信号、空气弹簧位移信号、空气弹簧内部气体压力信号，储存在计算机中用于后??期试验分析。??ｉ传感器??——???电＿??ｒ＾＾１！！?＾，－Ｔｂｌｋｎ?ｒ—＾????｜?计算机?ｒ?！??￥?丨；???２?——?Ｔ???｜?电麵????ａｃ?＾?Ｐ?署霣驱动??ｒｉ?ｒｌ￣ＡＡＡ??位移传感器｜??—＋?ｉ．?：ｌ木、卡电路??ｌ????ｆ?＾?［ｍ＞??位移发生?Ｏ３??图２－３空气弹簧静特性测试系统工作原理??参考试验标准制定等温等压特性试验方案，先将空气弹簧调至平衡高度，按照最大??工作压力减小到０．３ＭＰａ
【参考文献】：
期刊论文
[1]负刚度悬架系统动力学特性及其性能研究[J]. 顾信忠,李舜酩,程春. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(09)
[2]汽车空气悬架研究进展:零部件与系统[J]. 王文林,侯之超,邹军. 汽车安全与节能学报. 2018(01)
[3]空气悬架自整定模糊PID控制策略研究[J]. 赵振秀,耿龙伟,汤沛,林鑫焱. 汽车实用技术. 2017(22)
[4]不同激励频率下空气弹簧幅变特性研究[J]. 高红星,池茂儒,曾京,邬平波,戴焕云,张卫华. 铁道学报. 2017(11)
[5]基于变论域模糊控制的半主动空气悬架刚度调节[J]. 王君莹,孙丽颖. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2017(04)
[6]基于模糊自适应PID控制器的空气悬架控制策略研究[J]. 詹长书,程崇,孙世磊. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2015(05)
[7]半主动空气悬架阻尼多模型自适应控制研究[J]. 孙晓强,陈龙,汪少华,杨晓峰,徐兴. 农业机械学报. 2015(03)
[8]基于模糊次优控制的空气悬架仿真研究[J]. 孙世磊,詹长书,陈开来,狄佳福. 重庆理工大学学报(自然科学). 2014(07)
[9]关于汽车空气悬架的应用现状与发展前景[J]. 朱敬娜,于大方. 才智. 2014(14)
[10]主动悬架控制技术研究[J]. 周柔,郭志峰. 计算机与现代化. 2012(01)
博士论文
[1]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
硕士论文
[1]空气弹簧的力学特性及空气悬架的主动控制策略研究[D]. 程崇.东北林业大学 2016
[2]液压支架电液控制系统测试平台关键技术研究[D]. 金静飞.中国矿业大学 2015
[3]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
[4]电控空气悬架及其控制策略研究[D]. 孙世磊.东北林业大学 2015
[5]空气悬架力学特性及主动控制策略研究[D]. 邱文军.吉林大学 2014
[6]空气悬架大客车动力学仿真与主动控制研究[D]. 张明.沈阳理工大学 2014
[7]船舶电站模糊自整定PID控制器设计与仿真[D]. 王胜楠.大连海事大学 2012
[8]1/4汽车半主动悬架系统的试验方法研究[D]. 陈助碧.浙江大学 2006
[9]基于模糊控制的半主动空气悬架系统的仿真与试验研究[D]. 王宏杰.吉林大学 2005
[10]伺服阀控液压马达速度控制系统性能研究[D]. 赵敬伟.山东大学 2005
本文编号：3587653
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