收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

车辆可变阻尼减振器半主动悬架研究

李仕生  
【摘要】:悬架系统是车辆行驶系统中一个重要组成部分,悬架系统的好坏决定了车辆乘坐舒适性和操纵稳定性的优劣。被动悬架是如今汽车上应用最广泛的一种悬架,虽然它在一定程度上改善了车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性,但是其结构参数不能随车辆行驶外界条件和车辆状态不同而自动变化,这大大制约了它的应用。汽车半主动悬架的性能可以接近主动悬架,其制造成本和使用成本都远低于主动悬架,是汽车悬架技术发展的主要方向。 目前,对于车辆半主动悬架系统,有两个方面的问题急需解决,一是研究性能可靠、调节方便的可变阻尼减振器,因为减振器是可变阻尼半主动悬架的关键部件之一,其性能直接影响半主动悬架的性能。二是半主动悬架系统的控制算法,科研人员对半主动悬架系统采用了一些控制方法但是大都没有达到理想效果。可变阻尼减振器半主动悬架系统是一个集机械、流体、信息、控制及系统理论等多学科交叉的智能结构系统,目前有待进一步研究的问题有多个方面。论文以某乘用车为研究对象,结合重庆市科委科技计划项目重点自然基金项目(CSTC,2006BA6017)、高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(20100191110004)及汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室2010年度开放基金资助(NVHSKL-201010)项目,开展可变阻尼减振器的研究及半主动悬架控制方法的研究。 1)基于减振器的工作原理、内部结构和阀系特点,利用环形薄板阀片变形微分方程以及内外径处的边界条件推导出环形阀片受均布载荷作用时的挠曲变形解析式,根据流体力学缝隙流动、管嘴流动理论、薄壁小孔节流理论,建立了双筒液压减振器的数学模型。在MATLAB/Simulink环境下对模型进行仿真研究,并与实测的减振器的外特性进行了比较分析,仿真与实测结果的一致性证明数学模型正确可靠。同时用该模型详细分析了减振器各结构参数对减振器阻尼力的影响规律及敏感程度,并得到减振器阻尼力控制的一般规律,得出的结论为减振器的设计和性能预测提供了一定的技术支持。 2)通过对普通双筒液压减振器进行改进,开发出一种行程敏感减振器。基于流体力学和弹性力学理论,提出并应用“串并混联管路流量多项式拟合法”推导出行程敏感减振器阀系“各分支管路流量及节流压差”的函数关系式,利用“环形薄板阀片受均布载荷作用时的挠曲变形解析式”建立了行程敏感减振器的数学模型。在MATLAB/Simulink环境下对模型进行仿真研究,计算结果与试验结果符合较好,同时用该模型分析了旁通槽直径对减振器阻尼力的影响规律。 3)研制了一种适合于半主动悬架控制的性价比相对较高的可变阻尼减振器,阐述了该减振器的结构形式和工作原理。基于流体力学和弹性力学理论,提出了“并联管路总节流压差计算”和“串并混联管路各分支流量计算”方法并推导出其表达式。利用该表达式及“受均布载荷作用的环形薄板阀片挠曲变形解析式”建立了可变阻尼减振器的数学模型。在MATLAB环境下对模型进行仿真研究,仿真结果与试验结果符合较好。利用该可变阻尼减振器的测试结果,得到了调节旋钮转角与输出减振器阻尼力系数的关系曲线;同时应用所建立的数学模型,详细分析了“回油管路”结构参数对减振器阻尼力的影响规律。 4)将车身质心加速度、悬架动挠度与轮胎动载荷三个振动响应量作为衡量车辆悬架性能的评价指标。介绍了系统仿真时路面激励公式的推导过程,得到了随机路面及弓型障碍路面的时域模型。根据拉格朗日方程,建立了汽车整车振动系统的运动微分方程,在此基础上用系统状态描述方法建立了七自由度车辆振动系统的状态空间模型。根据整车动力学模型,在Matlab/Simulink环境下建立了整车仿真模型。为了更方便地评价汽车振动系统综合性能,建立了包含车身质心加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的综合性能评价指标。 5)结合整车控制系统的特点,提出了以垂向振动、俯仰振动及侧倾振动为控制器输入的“三并联控制器阻尼控制”方法;利用基于可变阻尼减振器的整车半主动悬架系统模型,设计了PID控制、模糊控制及模糊PID控制的控制系统,在随机路面和弓型障碍路面各工况下对其进行仿真,对比了各控制策略的优劣,其仿真结果表明:在改善系统综合性能方面,半主动悬架明显优于被动悬架,而且模糊PID控制优于模糊控制及PID控制。最后采用模糊PID控制分别对整车进行单独前悬控制、单独后悬控制、及前后共同控制的效果进行比较,结果表明前后共同模糊PID控制比单独对前悬控制和单独对后悬控制的效果要好得多,另外,单独对后悬控制比单独对前悬控制的效果要好。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 周立开,陈龙,江浩斌,汪若尘,汪少华;车辆半主动悬架的试验研究[J];兰州理工大学学报;2005年03期
2 赵研;寇发荣;方宗德;;汽车天棚控制半主动悬架模型仿真与性能分析[J];计算机仿真;2006年11期
3 赵治国;余卓平;尹明陆;;半主动悬架磁流变液减振器研究[J];汽车工程;2007年08期
4 宋慧新;李翠芬;;基于频率分析的半主动悬架模糊控制方法研究[J];汽车工程;2008年06期
5 刘建;马明星;;多级可调的车辆半主动悬架控制算法研究[J];扬州大学学报(自然科学版);2008年03期
6 赵以强;郭玲;王海燕;;基于神经网络控制器的半主动悬架的研究[J];农业装备与车辆工程;2009年11期
7 任萍丽;马承广;;磁流变半主动悬架(MRC)技术[J];轻型汽车技术;2010年Z4期
8 张慧刚;杨建伟;李捷;贾志绚;;车辆半主动悬架动力学分析及模糊PID控制仿真[J];拖拉机与农用运输车;2011年01期
9 汪小平;陈忠;白学敏;;某4×4车辆磁流变半主动悬架模糊控制[J];四川兵工学报;2011年07期
10 赵迎生;半主动悬架电子控制系统的研究[J];汽车电器;2002年S1期
11 胡均平;钟定清;;高速列车可调阻尼油压减振器的研究[J];液压与气动;2006年06期
12 王涛;洪家娣;钟礼东;张会明;;半主动悬架自适应模糊神经网络控制的研究[J];机械设计与研究;2006年05期
13 赵霞;白士红;张永发;;汽车半主动悬架的鲁棒控制研究[J];机械设计与制造;2007年09期
14 楼少敏;付振;许沧粟;;基于滑模理论的半主动悬架控制[J];汽车工程;2010年05期
15 张松青;侯锁军;;轿车悬架技术的应用与发展趋势[J];河南机电高等专科学校学报;2008年01期
16 赵云堂;陈思忠;冯占宗;吴志成;杨林;;磁流变半主动悬架的天棚控制方法研究[J];汽车工程学报;2011年03期
17 洪家娣;沈晓玲;;神经网络自适应模糊控制在汽车半主动悬架中的应用[J];农机化研究;2008年07期
18 田冬艳;孙淑霞;姜彤;韩丽;;基于COSMOS/Motion的汽车半主动悬架仿真研究[J];机械传动;2010年07期
19 高石;谷中丽;王素贞;;车辆半主动悬架技术的发展现状[J];内蒙古石油化工;2006年06期
20 冯俊萍;贝绍轶;;ARM对车辆半主动悬架的控制研究[J];机械设计与制造;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姚嘉凌;闵永军;蔡伟义;;车辆磁流变半主动悬架滑模控制试验研究[A];江苏省汽车工程学会第九届学术年会论文集[C];2010年
2 李连进;;基于神经网络算法的建筑结构振动响应的磁流变阻尼减振器控制[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
3 刘非;李以农;郑玲;;装甲车辆磁流变半主动悬架变论域自适应模糊控制[A];第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集[C];2011年
4 祝世兴;王海军;王鹏;;基于磁流变减振器的车辆半主动悬架的联合仿真[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
5 刘峰;李娟;郝镜;邢云明;;转杆可调减振器的结构设计[A];第五届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2008年
6 张大千;张天侠;訾学博;吕伟;;车辆半主动悬架模糊控制的控制策略探讨[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
7 钟顺;贾启芬;许恒波;刘习军;;半主动悬架的振动特性和减振控制研究[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年
8 王世明;李天石;贾鸿社;;模糊小脑模型神经网络(FCMAC)控制器及其收敛性研究[A];2003年中国智能自动化会议论文集(下册)[C];2003年
9 杨谋存;聂宏;;半主动悬架控制的关键问题及其发展趋势[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
10 孙涛;韩豫萍;盛新;;灰色控制在带有磁流变液减振器的悬架系统中的应用[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李仕生;车辆可变阻尼减振器半主动悬架研究[D];重庆大学;2012年
2 吴参;车辆半主动悬架非线性特性与控制算法研究[D];浙江大学;2010年
3 陈杰平;基于磁流变减振器的汽车半主动悬架设计与控制研究[D];合肥工业大学;2010年
4 杨小卫;磁流变减振器磁路分析及磁流变半主动悬架控制策略研究[D];江苏大学;2007年
5 李欣冉;基于虚拟样机模型汽车悬架NVH性能优化研究[D];合肥工业大学;2012年
6 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
7 马然;刚度和阻尼可调式半主动空气悬架及控制系统研究[D];南京农业大学;2012年
8 赵亮;车辆悬架系统中新减振元件设计和减振控制算法研究[D];湖南大学;2008年
9 袁传义;半主动悬架与电动助力转向系统自适应模糊集成控制及其优化设计[D];江苏大学;2007年
10 牛礼民;车辆半主动悬架和电动助力转向集成控制的研究与实现[D];江苏大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张排排;轿车半主动悬架的参数优化及控制策略研究[D];武汉理工大学;2010年
2 朱华;半主动悬架车辆平顺性建模与联合仿真研究[D];浙江大学;2010年
3 郝赫;半主动悬架控制方法的研究[D];东北大学;2008年
4 韩旭;车辆半主动悬架模糊控制及仿真研究[D];东北大学;2008年
5 王明海;基于状态观测器的磁流变半主动悬架控制研究[D];南京林业大学;2011年
6 解书艳;汽车磁流变半主动悬架控制策略研究与仿真[D];武汉理工大学;2011年
7 米磊;车辆磁流变半主动悬架振动控制的研究[D];东北林业大学;2013年
8 任坤儒;基于硬件在环的车辆半主动悬架模糊混合控制策略开发与验证[D];青岛大学;2012年
9 原宝太;磁流变阻尼减振器及其控制方法研究[D];广东工业大学;2012年
10 邱权;自供电自传感磁流变半主动悬架控制系统研究[D];重庆大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 ;国外近期应用的汽车新技术(上)[N];中国汽车报;2003年
2 中国汽车工程学会汽车电子技术分会主任委员 陈光前;汽车电子:自主研发成效显著 关键技术尚待突破[N];中国电子报;2009年
3 记者 郭津 阙爱民 通讯员 冷新星 高帆;自主创新 力助企业逆势增长[N];河南日报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978