汽车磁流变半主动悬架系统设计与集成控制研究
发布时间：2022-07-29 12:33
近年来,随着人们对车辆性能需求的提升及新一代智能网联汽车发展的需要,智能化、集成化的线控底盘及其集成控制技术成为汽车行业发展的关键领域。磁流变半主动悬架与线控制动系统作为控制车辆垂向动力学与纵侧向动力学的重要手段,对车辆性能有重要影响。如何针对两系统动力学耦合关系,设计集成控制系统,提升车辆行驶平顺性与操纵稳定性,对于发展线控底盘及集成控制技术具有重要意义。参考国内外研究现状,磁流变半主动悬架与线控制动集成控制系统的设计尚需解决三个核心问题:（1）如何建立磁流变减振器结构参数优化方法,设计出满足车辆性能需求的磁流变减振器;（2）如何针对磁流变减振器响应特性及不同工况悬架控制需求,设计出集成控制系统架构下的磁流变半主动悬架控制系统;（3）如何针对磁流变半主动悬架与线控制动系统的耦合关系及执行器输出限制,设计出集成控制系统,提升紧急工况下车辆操纵稳定性与行驶平顺性。本文围绕以上问题,进行了如下研究:（1）面向整车性能的磁流变减振器结构参数优化。针对现有研究中磁流变减振器参数优化与车辆性能脱节的问题,基于对双线圈磁流变减振器构型的分析,建立了以整车性能为目标的结构参数优化问题描述,设计了结构...
【文章页数】：223 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 磁流变减振器结构参数优化研究现状
1.2.2 磁流变减振器驱动控制研究现状
1.2.3 非紧急工况半主动悬架控制研究现状
1.2.4 紧急工况半主动悬架与线控制动集成控制研究现状
1.3 本文研究内容
第2章 面向整车性能的磁流变减振器结构参数优化
2.1 面向整车性能的磁流变减振器结构参数优化问题描述
2.1.1 磁流变减振器构型分析
2.1.2 面向整车性能的减振器结构参数优化问题
2.1.3 面向整车性能的减振器结构参数优化流程
2.2 磁流变减振器结构参数优化整车仿真平台
2.2.1 仿真平台总体架构
2.2.2 路面-整车动力学模型
2.2.3 半主动悬架控制器原型
2.2.4 磁流变减振器驱动控制器模型
2.2.5 磁流变减振器多物理场模型
2.3 磁流变减振器结构参数仿真优化
2.3.1 磁流变减振器结构参数优化设计变量的筛选
2.3.2 基于神经网络仿真计算效率优化
2.3.3 磁流变减振器结构参数遗传优化
2.4 本章小结
第3章 磁流变减振器双闭环驱动控制系统设计
3.1 磁流变减振器双闭环驱动控制系统架构
3.2 电流环变结构电流驱动器设计
3.2.1 磁流变减振器非线性互感特性分析
3.2.2 基于减振器特性的变结构电流驱动器设计
3.3 电流环自抗扰切换控制器设计
3.3.1 自抗扰控制器设计
3.3.2 变结构电路切换控制器设计
3.4 阻尼环Dahlin补偿控制器设计
3.5 双闭环驱动控制系统仿真分析
3.5.1 驱动控制器Simulink-PSpice联合仿真平台
3.5.2 电流环自抗扰控制器参数整定
3.5.3 双闭环驱动控制器典型工况仿真分析
3.6 本章小结
第4章 非紧急工况半主动悬架自适应预测控制算法研究
4.1 非紧急工况半主动悬架自适应预测控制系统架构
4.2 半主动悬架自适应预测控制算法设计
4.2.1 输入信号处理器设计
4.2.2 整车状态与路面输入观测器
4.2.3 整车运动状态模型预测控制算法
4.2.4 路面不平度分类支持向量机
4.2.5 考虑纵侧向惯性力多工况控制权重自适应调节器
4.3 半主动悬架自适应预测控制算法仿真分析
4.3.1 半主动悬架预测控制Matlab-Carsim仿真平台
4.3.2 半主动悬架自适应预测控制非紧急工况仿真分析
4.4 本章小结
第5章 紧急工况半主动悬架与线控制动集成控制研究
5.1 紧急工况磁流变半主动悬架与线控制动集成控制系统架构..
5.2 半主动悬架与线控制动集成控制系统算法设计
5.2.1 基于执行器预测信息共享的集成控制机制
5.2.2 磁流变半主动悬架混合地棚控制器
5.2.3 车轮滑移率跟踪预测修正滑模控制器
5.2.4 整车稳定性模糊PID控制器
5.2.5 车轮制动压力跟踪线控制动分时控制器
5.3 集成控制系统Matlab-Carsim联合仿真平台
5.3.1 联合仿真平台整体架构
5.3.2 磁流变半主动悬架系统动力学模型
5.3.3 线控制动系统动力学模型
5.4 紧急工况半主动悬架与线控制动集成控制算法仿真分析
5.4.1 紧急制动工况集成控制仿真分析
5.4.2 紧急转向工况集成控制仿真分析
5.5 本章小结
第6章 半主动悬架与线控制动集成控制系统试验研究
6.1 磁流变半主动悬架与线控制动硬件在环试验平台
6.1.1 硬件在环试验平台总体架构
6.1.2 试验平台软件系统
6.1.3 数据测试与原型开发系统
6.1.4 磁流变半主动悬架与线控制动系统
6.2 典型工况磁流变半主动悬架硬件在环试验分析
6.2.1 磁流变减振器双闭环驱动控制器试验分析
6.2.2 非紧急工况磁流变半主动悬架控制器试验分析
6.3 紧急工况磁流变半主动悬架与线控制动集成控制试验分析..
6.3.1 紧急制动工况集成控制试验分析
6.3.2 紧急转向工况集成控制试验分析
6.4 本章小结
第7章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 创新点
7.3 前景展望
参考文献
附录
附录1 ANSYS/APDL双线圈减振器2D模型元素关系
附录2 磁场有限元替代模型拟合样本
附录3 rcore动态取值边界模型拟合样本
附录4 自适应模型预测控制权重多工况响应面拟合参数表
附录5 线控制动系统分时调压驱动规则表
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3666476
【文章页数】：223 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 磁流变减振器结构参数优化研究现状
1.2.2 磁流变减振器驱动控制研究现状
1.2.3 非紧急工况半主动悬架控制研究现状
1.2.4 紧急工况半主动悬架与线控制动集成控制研究现状
1.3 本文研究内容
第2章 面向整车性能的磁流变减振器结构参数优化
2.1 面向整车性能的磁流变减振器结构参数优化问题描述
2.1.1 磁流变减振器构型分析
2.1.2 面向整车性能的减振器结构参数优化问题
2.1.3 面向整车性能的减振器结构参数优化流程
2.2 磁流变减振器结构参数优化整车仿真平台
2.2.1 仿真平台总体架构
2.2.2 路面-整车动力学模型
2.2.3 半主动悬架控制器原型
2.2.4 磁流变减振器驱动控制器模型
2.2.5 磁流变减振器多物理场模型
2.3 磁流变减振器结构参数仿真优化
2.3.1 磁流变减振器结构参数优化设计变量的筛选
2.3.2 基于神经网络仿真计算效率优化
2.3.3 磁流变减振器结构参数遗传优化
2.4 本章小结
第3章 磁流变减振器双闭环驱动控制系统设计
3.1 磁流变减振器双闭环驱动控制系统架构
3.2 电流环变结构电流驱动器设计
3.2.1 磁流变减振器非线性互感特性分析
3.2.2 基于减振器特性的变结构电流驱动器设计
3.3 电流环自抗扰切换控制器设计
3.3.1 自抗扰控制器设计
3.3.2 变结构电路切换控制器设计
3.4 阻尼环Dahlin补偿控制器设计
3.5 双闭环驱动控制系统仿真分析
3.5.1 驱动控制器Simulink-PSpice联合仿真平台
3.5.2 电流环自抗扰控制器参数整定
3.5.3 双闭环驱动控制器典型工况仿真分析
3.6 本章小结
第4章 非紧急工况半主动悬架自适应预测控制算法研究
4.1 非紧急工况半主动悬架自适应预测控制系统架构
4.2 半主动悬架自适应预测控制算法设计
4.2.1 输入信号处理器设计
4.2.2 整车状态与路面输入观测器
4.2.3 整车运动状态模型预测控制算法
4.2.4 路面不平度分类支持向量机
4.2.5 考虑纵侧向惯性力多工况控制权重自适应调节器
4.3 半主动悬架自适应预测控制算法仿真分析
4.3.1 半主动悬架预测控制Matlab-Carsim仿真平台
4.3.2 半主动悬架自适应预测控制非紧急工况仿真分析
4.4 本章小结
第5章 紧急工况半主动悬架与线控制动集成控制研究
5.1 紧急工况磁流变半主动悬架与线控制动集成控制系统架构..
5.2 半主动悬架与线控制动集成控制系统算法设计
5.2.1 基于执行器预测信息共享的集成控制机制
5.2.2 磁流变半主动悬架混合地棚控制器
5.2.3 车轮滑移率跟踪预测修正滑模控制器
5.2.4 整车稳定性模糊PID控制器
5.2.5 车轮制动压力跟踪线控制动分时控制器
5.3 集成控制系统Matlab-Carsim联合仿真平台
5.3.1 联合仿真平台整体架构
5.3.2 磁流变半主动悬架系统动力学模型
5.3.3 线控制动系统动力学模型
5.4 紧急工况半主动悬架与线控制动集成控制算法仿真分析
5.4.1 紧急制动工况集成控制仿真分析
5.4.2 紧急转向工况集成控制仿真分析
5.5 本章小结
第6章 半主动悬架与线控制动集成控制系统试验研究
6.1 磁流变半主动悬架与线控制动硬件在环试验平台
6.1.1 硬件在环试验平台总体架构
6.1.2 试验平台软件系统
6.1.3 数据测试与原型开发系统
6.1.4 磁流变半主动悬架与线控制动系统
6.2 典型工况磁流变半主动悬架硬件在环试验分析
6.2.1 磁流变减振器双闭环驱动控制器试验分析
6.2.2 非紧急工况磁流变半主动悬架控制器试验分析
6.3 紧急工况磁流变半主动悬架与线控制动集成控制试验分析..
6.3.1 紧急制动工况集成控制试验分析
6.3.2 紧急转向工况集成控制试验分析
6.4 本章小结
第7章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 创新点
7.3 前景展望
参考文献
附录
附录1 ANSYS/APDL双线圈减振器2D模型元素关系
附录2 磁场有限元替代模型拟合样本
附录3 rcore动态取值边界模型拟合样本
附录4 自适应模型预测控制权重多工况响应面拟合参数表
附录5 线控制动系统分时调压驱动规则表
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3666476
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