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半主动悬架模糊动态系统设计与试验研究

周立开  
【摘要】:悬架系统是保证车辆乘坐舒适性和行驶安全性的重要组成部件。传统的被动悬架系统在协调车辆的行驶平顺性和安全性方面存在着很大的局限性。主动悬架系统虽然克服了被动悬架系统的缺陷,但是由于其制造和使用成本高昂,到目前为止尚未得到广泛应用。半主动悬架是介于传统被动悬架和主动悬架之间的折中方案,既克服了被动悬架对车辆性能进一步改善的限制,又避免了主动悬架成本高、控制复杂的缺点,因而半主动悬架成为近年来汽车新技术的研究热点。本文运用模糊系统理论建立半主动悬架模糊动态模型,设计半主动悬架模糊控制系统,并对车辆悬架参数的优化、半主动悬架试验作了进一步的研究和探讨。 首先,对基于某被动液压减振器而设计的节流口可调式液压减振器进行了外特性试验,并建立可调减振器平均阻尼与步进电机转角之间的非线性关系,为悬架数学模型的建立和半主动悬架系统控制提供了依据。 其次,在可调减振器性能试验的基础上,对减振器的F-V特性进行线性划分;运用模糊理论建立能充分反映减振器非线性的1/4车辆模糊动态模型;运用RBF(径向基函数)网络进行悬架刚度的优化设计,实现刚度与阻尼的良好匹配。 第三,提出一种新的半主动悬架模糊控制系统设计方法,构建基于模糊动态模型的半主动悬架模糊控制系统,给出该控制系统闭环稳定的条件;在此基础上开发了基于80C51的半主动悬架控制器,并进行台架试验,仿真计算与试验结果基本一致,均表明该模糊控制系统稳定有效,运用于半主动悬架能大大改善车辆的动态性能。 最后,建立整车八自由度模型,运用RBF网络对其悬架动力学参数进行优化设计,并进行实车道路试验,验证整车模型的正确性,考察优化参数对整车性能的影响,得出了实际路面输入下的整车振动特性。


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