阻尼连续可调减振器建模及控制策略研究

发布时间：2017-06-01 01:18

  本文关键词：阻尼连续可调减振器建模及控制策略研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：悬架系统是决定车辆行驶平顺性和操纵稳定性的关键因素。半主动悬架解决了被动悬架存在的平顺性与稳定性的矛盾,能够在任意道路工况下更好的兼顾行驶平顺性和操纵稳定性,其在控制品质上接近主动悬架,而且结构简单,价格相对便宜。本文研究了半主动悬架的核心阻尼连续可调减振器,建立减振器的数学模型和AMESim模型,基于非线性半主动悬架四分之一模型对阻尼控制策略进行研究,为阻尼连续可调减振器在实车上的应用提供理论参考。论文的主要研究内容和结论如下:(1)悬架系统的主要外部输入是路面不平度,利用MATLAB建立随机路面模型,并对随机路面模型进行了仿真验证。然后进行悬架系统的阻尼匹配研究,对建立的阻尼连续可调减振器进行验证,满足车辆在不同路面对减振器的使用要求。(2)分析双筒式减振器工作原理及其结构特点,在此基础上分析阻尼连续可调减振器的工作原理及其结构特点,建立阻尼连续可调减振器的复原行程和压缩行程的数学模型,然后建立阻尼连续可调减振器的AMESim模型,为后续的半主动悬架控制策略研究奠定基础。(3)基于建立的阻尼连续可调减振器模型,利用AMESim和MATLAB联合仿真,得到了阻尼连续可调减振器的阻尼特性曲线。然后通过改变阻尼连续可调减振器主要参数,分析减振器主要参数对减振器外特性的影响,为阻尼连续可调减振器的设计和工程化提供理论参考。(4)针对半主动悬架的非线性特性,提出了半主动悬架模型参考滑模控制策略。用天棚阻尼模型作为参考模型,以被控对象和参考模型的误差作为滑模面的设计根据,通过控制半主动悬架系统的阻尼,使得被控对象的振动响应尽可能跟踪参考模型,达到降低簧载质量振动的目的。分析阻尼连续可调减振器的速度阻尼特性曲线,得到减振器活塞杆速度、电磁阀可调节流孔直径和阻尼力之间的关系,进行反求得到某一速度下,期望阻尼力所对应的电磁阀可变节流孔直径,为后续减振器的控制提供有效的数据来源。通过仿真对比了半主动悬架模型参考滑模控制和大、中、小阻尼被动悬架在改善汽车平顺性方面的效果。仿真结果表明,模型参考滑模控制策略在提升汽车行驶平顺性方面控制效果比较好,比较适合半主动悬架的控制。
【关键词】：阻尼连续可调 减振器 建模 控制策略
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.33
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 本文研究的目的和意义10
• 1.2 阻尼可调减振器发展及现状10-13
• 1.3 半主动悬架控制理论及其发展应用13-17
• 1.4 本论文主要研究内容17-18
• 第2章 悬架系统阻尼匹配18-25
• 2.1 引言18
• 2.2 随机路面模型的建立18-22
• 2.2.1 路面不平度的功率谱密度19-21
• 2.2.2 路面输入的时域仿真21-22
• 2.3 悬架系统阻尼匹配22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 阻尼连续可调减振器动力学建模25-41
• 3.1 引言25
• 3.2 阻尼连续可调减振器的工作原理与结构特点25-28
• 3.2.1 普通双筒式减振器25-26
• 3.2.2 阻尼连续可调减振器26-28
• 3.3 阻尼连续可调减振器动力学建模28-40
• 3.3.1 复原行程建模29-37
• 3.3.2 压缩行程建模37-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 基于AMESIM阻尼连续可调减振器液压建模41-54
• 4.1 引言41
• 4.2 AMESim软件简介41
• 4.3 阻尼连续可调减振器AMESim模型41-43
• 4.3.1 阻尼连续可调减振器阀片模型41-42
• 4.3.2 阻尼连续可调减振器AMESim模型42-43
• 4.4 减振器关键参数对外特性的影响43-50
• 4.4.1 阀片厚度对减振器外特性的影响44-45
• 4.4.2 阀片固定节流孔直径对减振器外特性的影响45-46
• 4.4.3 电磁阀固定节流孔直径对减振器外特性的影响46-47
• 4.4.4 电磁阀预紧力对减振器外特性的影响47-48
• 4.4.5 电磁阀弹簧刚度对减振器外特性的影响48
• 4.4.6 活塞与工作缸之间的缝隙对减振器外特性的影响48-49
• 4.4.7 补偿腔充气压力对减振器外特性的影响49-50
• 4.5 阻尼连续可调减振器参数设置及仿真分析50-53
• 4.6 本章小结53-54
• 第5章 半主动悬架的模型参考滑模控制研究54-71
• 5.1 引言54
• 5.2 半主动悬架的模型参考滑模控制策略54-56
• 5.2.1 模型参考滑模控制系统54-55
• 5.2.2 天棚阻尼参考模型55-56
• 5.3 半主动悬架阻尼力的滑模控制研究56-61
• 5.3.1 滑模控制56-59
• 5.3.2 半主动悬架控制器设计59-61
• 5.4 反求可调节流孔直径61-63
• 5.5 半主动悬架模型参考滑模控制仿真分析63-70
• 5.6 本章小结70-71
• 结论71-73
• 参考文献73-77
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单77-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 马天飞;崔泽飞;张敏敏;;基于AMESim双筒叠加阀片式充气减振器建模与仿真[J];机械工程学报;2013年12期

2 侯志祥,申群太,吴义虎;汽车主动悬架系统的单神经元自适应PID控制[J];系统仿真学报;2004年09期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 孙胜利;位移相关减振器动力学建模及对车辆性能影响的研究[D];吉林大学;2008年

2 姚嘉凌;车辆磁流变半主动悬架系统理论和试验研究[D];南京林业大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 崔泽飞;基于AMESim双筒充气式减振器建模仿真与优化[D];吉林大学;2014年

  本文关键词：阻尼连续可调减振器建模及控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：411239