某重型车主动悬架控制方法研究

发布时间：2017-09-21 11:15

  本文关键词：某重型车主动悬架控制方法研究

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【摘要】：油气悬架系统作为一种新型的被动悬架系统,它以惰性气体(通常为氮气)作为弹性介质,以油液作为传递介质,具有良好的非线性阻尼、刚度特性,可以保证车辆获得良好的行驶平顺性及操纵稳定性；它不仅有传统被动悬架的功能,还可以运用液压传动和控制算法改进成为性能卓越的主动悬架。因此,通过研究主动油气悬架系统对于改善车辆的性能具有重要的现实意义。本文是以某重型车的单气室油气悬架为研究对象,在分析单气室油气悬架直接作动器(油气弹簧)工作原理的基础上,利用孔口出流、理想气体状态方程等理论建立了油气弹簧的非线性数学模型,在AMESim软件环境中对不同激励频率和幅值下的油气弹簧性能进行仿真研究,并通过比较仿真结果与试验数据,验证数学模型的正确性；针对油气悬架主动控制中的关键部件——电液伺服阀进行了建模,在此基础上,建立二自由度主动油气悬架车辆振动模型；针对重型车油气悬架系统非线性强的特点,在AMESim与Simulink联合仿真环境下,建立了能对参数进行在线调整的模糊PID控制策略,并分析了在相同随机路面输入下,主动油气悬架系统相对于被动油气悬架系统的性能改善情况。
【关键词】：油气悬架 模糊PID 主动悬架 AMESim与Simulink联合仿真
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.33
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 研究背景与意义8
• 1.2 悬架系统概述8-12
• 1.2.1 悬架系统的组成8-9
• 1.2.2 悬架系统的分类9-12
• 1.3 主动悬架12-15
• 1.3.1 主动悬架研究状况12-13
• 1.3.2 主动悬架系统的控制策略研究13-14
• 1.3.3 主动悬架系统的发展趋势14-15
• 1.4 油气悬架及其控制系统研究现状15-17
• 1.4.1 油气悬架系统的结构及特点15
• 1.4.2 国内外油气悬架的应用及研究现状15-17
• 1.5 本文的主要研究内容17-18
• 2 油气弹簧数学建模及其特性分析18-30
• 2.1 重型车整车结构及其油气弹簧工作原理18-20
• 2.1.1 整车结构18-19
• 2.1.2 油气弹簧的工作原理19-20
• 2.2 油气弹簧数学模型20-23
• 2.2.1 蓄能器数学模型21-22
• 2.2.2 节流孔数学模型22-23
• 2.2.3 液压缸数学模型23
• 2.3 油气弹簧特性的仿真和试验验证23-28
• 2.3.1 仿真的目的与意义23-25
• 2.3.2 台架试验25-26
• 2.3.3 仿真与试验结果对比26-28
• 2.4 本章小结28-30
• 3 主动1/6油气悬架系统建模30-42
• 3.1 二自由度重型车辆油气悬架系统模型30-33
• 3.1.1 二自由度重型车油气悬架系统物理模型30-31
• 3.1.2 二自由度油气悬架系统的振动模型31-33
• 3.2 主动1/6油气悬架系统的工作原理33-35
• 3.3 电液伺服控制系统的组成35-37
• 3.3.1 电液伺服控制系统的分类35
• 3.3.2 电液伺服控制系统元件35-37
• 3.4 电液伺服阀数学模型分析37-40
• 3.5 二自由度主动油气悬架建模40-41
• 3.5.1 二自由度主动油气悬架动力学模型40
• 3.5.2 二自由度主动油气悬架仿真模型40-41
• 3.6 本章小结41-42
• 4 基于模糊PID方法的主动悬架控制策略设计42-56
• 4.1 PID控制算法42-46
• 4.1.1 PID控制基本原理42-45
• 4.1.2 PID控制的参数整定45
• 4.1.3 主动油气悬架系统的PID控制45-46
• 4.2 模糊控制算法46-49
• 4.2.1 模糊控制理论原理47
• 4.2.2 模糊控制器的结构与组成47-49
• 4.3 模糊PID控制器49-54
• 4.3.1 模糊PID控制原理49-50
• 4.3.2 主动油气悬架系统模糊PID控制器的设计50-54
• 4.4 模糊PID控制器Simulink模型的建立54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 5 主动油气悬架控制系统性能分析56-67
• 5.1 悬架系统的性能评价标准56-57
• 5.2 路面激励模型57-60
• 5.2.1 路面不平度的空间功率谱密度57-58
• 5.2.2 空间与时间谱密度的转化58
• 5.2.3 随机路面位移的生成58-60
• 5.3 仿真结果及分析60-66
• 5.3.1 时域仿真结果60-63
• 5.3.2 频域仿真结果PSD图63-66
• 5.4 本章小结66-67
• 6 全文总结与展望67-69
• 6.1 全文总结67
• 6.2 展望研究67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-74
• 附录74

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本文编号：894206