一种新型变刚度变阻尼半主动悬架的性能分析及其控制

发布时间：2022-12-10 05:00

　　汽车成为现代城市生活重要的出行方式之一,随着人们对于生活品质的美好向往,车辆舒适性的提高也成为提高人们生活品质不可或缺的一部分。由于半主动悬架相对被动悬架控制性能更好,相对主动悬架成本相对较低,或将成为未来车用悬架的发展趋势,因而本文选择了半主动悬架为研究对象。本文设计了一种新型变刚度变阻尼半主动悬架结构并得到其结构图和模型图,对其进行动力学分析并采用拉氏变换等效原则得到其等效刚度和等效阻尼表达式,与现有的一种变刚度变阻尼半主动悬架结构的等效表达式进行对比分析,结果表明新型变刚度变阻尼悬架结构的等效刚度变化范围理论上更广。为了分析新型变刚度变阻尼半主动悬架结构在车辆行驶时的性能,分别建立了被动悬架、现有变刚度变阻尼半主动悬架和新型变刚度变阻尼半主动悬架的1/4车身动力学模型建模及其动力学方程。在simulink中模拟车辆以10m/s速度经过某种正弦截面形状减速带时的减速带激励时域模型。分别建立了被动悬架、现有的变刚度变阻尼半主动悬架、新型变刚度变阻尼半主动悬架的1/4车身振动模型,并采用牛顿运动第二定律分别获取了三种振动模型的振动微分方程。对模糊控制的技术核心进行分析,参照模糊数学和模... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 半主动悬架研究的背景
    1.2 悬架系统的构成及分类
        1.2.1 被动悬架
        1.2.2 主动悬架
        1.2.3 半主动悬架
    1.3 半主动悬架控制策略的发展
        1.3.1 天棚阻尼控制
        1.3.2 滑模变控制
        1.3.3 自适应控制
        1.3.4 模糊控制
        1.3.5 PID控制
    1.4 半主动悬架结构的发展
    1.5 本课题研究的目的及意义
    1.6 本文主要研究内容
第二章 一种新型变刚度变阻尼半主动悬架结构
    2.1 引言
    2.2 普通油压式减振器
    2.3 磁流变减振器及其工作原理
        2.3.1 磁流变液及磁流变效应
        2.3.2 磁流变减振器工作原理
        2.3.3 常用的磁流变减振器
    2.4 现有变刚度变阻尼半主动悬架结构及其动力学分析
    2.5 一种新型变刚度变阻尼悬架结构
    2.6 新型变刚度变阻尼半主动悬架动力学分析
    2.7 两种变刚度变阻尼半主动悬架结构特性的对比分析
    2.8 磁流变阻尼器力学性能及型号的选取
    2.9 本章小结
第三章 悬架-1/4车身动力学建模
    3.1 随机路面时域信号的生成
        3.1.1 路面不平度研究
        3.1.2 滤波白噪声生的生成
    3.2 常用减速带模型及减速带激励模拟
        3.2.1 圆弧形状截面减速带
        3.2.2 梯形形状截面减速带模型
        3.2.3 正弦形状截面减速带模型
        3.2.4 减速带激励模拟
    3.3 悬架系统模型的简化及建立
        3.3.1 悬架系统模型的简化
        3.3.2 被动悬架1/4 车身动力学分析
        3.3.3 新型变刚度变阻尼半主动悬架1/4 车身动力学分析
    3.4 车辆悬架系统性能的评价方法
        3.4.1 悬架性能评价流程
        3.4.2 ISO2631 评价方法和GB/T4970 评价方法
    3.5 本章小结
第四章 模糊PID控制器的设计
    4.1 模糊控制基本理论
        4.1.1 模糊化
        4.1.2 量化因子和比例因子的确定
        4.1.3 隶属度函数的确定
        4.1.4 模糊规则和模糊推理
    4.2 PID控制基本理论
        4.2.1 PID控制原理
        4.2.2 PID控制器作用
    4.3 模糊PID控制器的设计
        4.3.1 输入、输出变量子集的确定
        4.3.2 输入、输出变量隶属度函数确定
        4.3.3 量化因子及比例因子的确定
        4.3.4 模糊规则的确定
        4.3.5 模糊PID控制规则的设计
    4.4 建立两种变刚度变阻尼1/4 车身模糊PID仿真模型
    4.5 本章小结
第五章 仿真结果与分析
    5.1 仿真参数说明及取值
    5.2 同等车速和同等路面条件下三种悬架车辆的仿真分析
        5.2.1 同等车速和同等路面条件下三种悬架车辆的仿真结果
        5.2.2 仿真结果分析
    5.3 路面条件对三种悬架车辆振动影响的仿真分析
    5.4 行驶车速对三种悬架车辆振动影响的仿真分析
    5.5 三种悬架车辆经过减速带时的振动仿真与分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文与科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多级模糊控制的半主动隔震结构减震研究[J]. 赵大海,李永兴,李宏男,钱辉.  振动与冲击. 2016(13)
[2]汽车减速带的最优设置分析[J]. 杨光智,张琛,张丹丰,赵娜.  太原理工大学学报. 2014(01)
[3]车辆半主动悬架系统模糊混合控制策略[J]. 严天一,任坤儒,王玉林,张鲁邹.  农业机械学报. 2012(12)
[4]基于改进遗传算法的半主动悬架系统模糊控制优化研究[J]. 高瑞贞,张京军,赵子月,孙扬.  工程力学. 2012(01)
[5]基于遗传算法的半主动悬架模糊PID控制研究[J]. 曾洁如,谷正气,李伟平,梁小波,彭国谱.  汽车工程. 2010(05)
[6]基于Matlab/Simulink的随机路面建模与不平度仿真[J]. 陈杰平,陈无畏,祝辉,朱茂飞.  农业机械学报. 2010(03)
[7]减速带减速原理及其应用[J]. 韩艳,山程明.  道路交通与安全. 2009(06)
[8]磁流变阻尼器的双sigmoid模型及试验验证[J]. 李秀领,李宏男.  振动工程学报. 2006(02)
[9]汽车操纵稳定性的研究[J]. 马涛锋,薛念文.  农机化研究. 2005(03)
[10]自适应模糊控制技术在半主动悬架控制中的应用[J]. 陈龙,李德超,周孔亢.  农业机械学报. 2005(04)

硕士论文
[1]道路减速带对重型车辆的冲击特性研究[D]. 蒋荣超.青岛大学 2012
[2]主动悬架控制策略研究与仿真分析[D]. 孙夏娜.湖南大学 2008
[3]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
[4]汽车半主动悬架模糊控制研究[D]. 张彦如.合肥工业大学 2005
[5]模糊PID控制器的设计研究[D]. 李晓丹.天津大学 2005



本文编号：3716111