主动悬架系统的功率需求研究

发布时间：2017-08-30 18:08

  本文关键词：主动悬架系统的功率需求研究

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【摘要】：主动悬架具有控制车身运动,有效隔离路面振动,提高乘坐舒适性,调节车身高度等的优点;但主动悬架结构复杂、耗能大、成本高的缺点使其虽然受到越来越多研究人员的关注,却没有得到广泛应用。慢主动悬架作为主动悬架的一种,能量需求明显小于其他类型的主动悬架。为克服主动悬架的缺点,对主动悬架的功率需求研究是很有必要的。主动悬架功率需求的研究将为主动悬架的设计和推广应用提供依据。1.本文基于慢主动悬架系统结构和LQR控制,对慢主动悬架系统建模,同时对全主动悬架建模,将其作为参考量;利用平均功率法求解主动悬架系统功率。通过对比仿真发现:相对全主动悬架,慢主动悬架消耗功率小很多,平顺性相对差一些,稳定性大幅度提高;相对被动悬架,主动悬架的平顺性和稳定性都有大幅度提高。2.本文针对慢主动悬架系统平均功率求解公式,分析了路面、响应频率和悬架本身的结构参数对悬架系统功率的影响。仿真结果表明,慢主动悬架系统功率的消耗随路面变化与路面功率谱变化一致,与车速呈线性关系。响应频带对悬架系统功率消耗的影响与控制算法有关,基于LQR控制仿真发现,响应频带小于路面激励时,响应频带越小,平均功率消耗越多;响应频带大于路面激励时,响应频带对悬架系统的功率影响很小;对于该慢主动悬架系统,在常用阻尼范围内,阻尼越大,悬架系统消耗功率越大;悬架刚度对悬架系统的功率消耗影响很小。慢主动悬架系统功率影响因素的分析为悬架系统的设计提供了参考依据,可以使得设计出的慢主动悬架在保证性能的情况下,功率消耗最小。3.目前悬架系统存在的评价方法大多是对悬架性能的评价,未考虑系统功率消耗。本文针对悬架评价体系的不足,提出了悬架功率损耗率的概念,用来评价悬架功率在整车上消耗情况;同时,又提出平顺性效能和稳定性效能的概念,用来评价慢主动悬架系统在兼顾平顺性、稳定性等性能,考虑悬架系统耗能的综合性能。平顺性效能和稳定性效能值越大,表示悬架系统的综合性能越好。
【关键词】：慢主动悬架 功率需求 建模 参数 效能
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 主动悬架系统11-14
• 1.2.1 主动悬架系统概述11-13
• 1.2.2 慢主动悬架系统13-14
• 1.3 国内外研究现状14-18
• 1.3.1 主动悬架研究现状14-15
• 1.3.2 慢主动悬架研究现状15-17
• 1.3.3 主动悬架功率研究现状17-18
• 1.4 研究内容及意义18-20
• 1.4.1 研究内容18
• 1.4.2 研究意义18-20
• 第2章 主动悬架系统及随机路面模型20-32
• 2.1 慢主动悬架系统建模20-23
• 2.2 全主动悬架系统建模23-24
• 2.3 随机路面建模24-29
• 2.3.1 路面不平度功率谱密度25-26
• 2.3.2 路面功率谱密度的时域转化26-27
• 2.3.3 路面模型的建立27
• 2.3.4 路面位移仿真与验证27-29
• 2.4 悬架性能评价指标29-30
• 2.5 本章小结30-32
• 第3章 慢主动悬架系统功率计算及仿真32-54
• 3.1 悬架系统功率流分析32-34
• 3.2 悬架系统功率计算34-37
• 3.2.1 慢主动悬架功率求解35-36
• 3.2.2 全主动悬架功率求解36-37
• 3.3 LQR控制算法37-39
• 3.4 随机路面下功率分析39-53
• 3.4.1 仿真参数39
• 3.4.2 功率分析39-46
• 3.4.3 车速及路面等级对慢主动悬架系统功率的影响46-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第4章 悬架系统参数对功率的影响54-72
• 4.1 探究原因54-55
• 4.2 频率对悬架系统功率的影响55-61
• 4.2.1 滤波器的参数选择55
• 4.2.2 性能仿真分析55-58
• 4.2.3 响应频率对悬架功率的影响规律58-61
• 4.3 阻尼对功率的影响61-66
• 4.3.1 阻尼大小确定61-62
• 4.3.2 阻尼对慢主动悬架性能的影响规律62-64
• 4.3.3 阻尼对慢主动悬架功率的影响规律64-66
• 4.4 悬架刚度对慢主动悬架系统功率的影响66-71
• 4.4.1 悬架刚度范围的确定66-67
• 4.4.2 悬架刚度对慢主动悬架性能的影响规律67-69
• 4.4.3 悬架刚度对慢主动悬架功率的影响规律69-71
• 4.5 本章小结71-72
• 第5章 汽车悬架系统综合评价方法72-80
• 5.1 悬架系统的性能评价现状分析72-73
• 5.2 慢主动悬架系统的功率评价73-74
• 5.2.1 慢主动悬架系统功率损耗分析73-74
• 5.2.2 实际应用74
• 5.3 路面激励74-76
• 5.3.1 路面模型74-75
• 5.3.2 路面激励仿真75-76
• 5.4 慢主动悬架系统的综合评价76-79
• 5.4.1 平顺性效能76-78
• 5.4.2 稳定性效能78-79
• 5.5 本章小结79-80
• 结论80-82
• 参考文献82-87
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单87-88
• 致谢88

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本文编号：760796