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半主动控制系统的近似解析研究

赵永香  
【摘要】:随着汽车的应用日益广泛,汽车工业在世界范围内得到了快速发展,而汽车悬架系统是减少车身振动、保证运行安全的重要装置。开发能够满足人们对其安全、舒适、高效、节能、清洁和智能化等要求的汽车悬架系统既是这一领域的发展方向,又是对汽车工业的一大挑战。汽车半主动悬架因其结构简单,减振效果较好等特点优于主动悬架、被动悬架,是近年来车辆动力学领域的一个研究热点。 本文以汽车半主动悬架为主线,首先在第二章对平均法进行了探讨和推广。将改进后的平均法与传统平均法进行了比较,表明了改进后的平均法求解过程简单和求解结果的正确性;随后又利用平均法得到了三类多项式型非线性系统的主共振、超谐共振和亚谐共振的近似解析解,最后通过算例证明了该理论推导结果的正确性,对其它一些工程实例的解析分析也有一定的参考性。 在第三章对一类采用有限相对位移控制的含时滞的单自由度半主动悬架系统进行了动力学分析。利用平均法,得到了半主动悬架系统和被动悬架系统的近似解析解,并基于Lyapunov理论建立了系统的稳定性条件;接着通过MATLAB进行数值仿真和解析研究,证明了半主动悬架的优越性和近似解析解的准确性,还解释了半主动控制中的高频颤振现象;最后探讨了一些关键的系统参数,如控制间隙、时滞量、最小阻尼等对半主动悬架系统稳态幅值的影响。 第四章中提出了一种基于天棚控制方法的三自由度半主动吸振-隔振组合控制系统并进行了动力学分析。作为对比,对两自由度半主动隔振系统和两自由度半主动吸振系统也进行了解析分析;通过MATLAB进行数值仿真和解析研究,不仅证明了三种系统解析解的准确性,还证明了组合控制系统相对于两自由度的吸振、隔振系统的优越性,从而证明了该组合控制系统的有效性。 最后,在第五章对本文内容进行了总结,并指出了一些可能的发展方向。


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