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载货汽车电控空气悬架的匹配设计与控制研究

姜立标  
【摘要】: 论文是结合吉林大学创新基金“载货汽车电控空气悬架系统的匹配设计与控制技术研究”(2004CX018)项目进行的,论文的内容是该项目的核心部分。重点是对载货汽车电控空气悬架系统的控制策略和控制算法的研究,并且对电控空气悬架系统设计开发,为在整车上实现空气悬架系统地自动控制进行了基础研究和技术准备。 1、论文以国内某汽车集团正在开发装备空气悬架的载货汽车车型作为研究对象,首先对空气悬架系统特性进行分析,分析结果表明其具有较强的非线性特性,通过试验得到空气悬架动特性曲线。系统的总结了钢板弹簧导向机构两气囊空气悬架的设计方法和匹配设计流程,并利用Matlab的GUI功能,开发了相应的空气悬架气簧动特性设计匹配软件。 2、在ADAMS/Car中建立载货汽车后空气悬架的虚拟样机模型,并建立整车的虚拟样机,利用ADAMS/Car对前少片簧后空气悬架载货汽车虚拟样机整车模型进行了汽车平顺性随机输入行驶仿真分析,结果表明,仿真与实车试验结果数值上接近,变化趋势基本一致,证明了虚拟样机模型的正确性。 3、对空气悬架电控系统的控制策略和CAN总线网络进行了深入的探讨,以SAE J1939协议为基础,制定了CAN总线网络报文格式。建立了三自由度整车动力学模型,并结合模糊控制算法,利用Matlab/Simulink建立汽车空气悬架整车系统的动力学仿真模型、模糊控制模型。在不同路面激励作用下对整车在不同车速下的质心振动加速度均方根值进行智能控制及分析。仿真结果表明,模糊控制能发挥明显控制作用,改善车辆的行驶平顺性。 根据现有的试验条件,构建空气悬架电控系统试验台架,并设计开发的空气悬架的电控单元(ECU),对所提出的控制策略和CAN总线通讯的有效性进行了验证。结果表明,所开发的电控空气悬架系统能够准确快速地实现控制目标,对各种工况均有较好覆盖,研究效果达到了预定要求。


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