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车辆主动悬架系统的功率流传递特性及最优控制策略

刘丽丽  
【摘要】:主动悬架能根据检测到的环境与车体状况,主动地调整和产生所需的控制力,使乘坐舒适性和操纵安全性达到最佳匹配,是汽车悬架的发展方向。本文采用近年来国内外振动噪声控制中能量流的新思想,从能量的观点系统地研究了车辆主动悬架系统的振动控制问题。论文的主要研究内容包括: 建立了两自由度和四自由度悬架系统的数学模型。并根据所建模型,从理论上对被动悬架系统和天棚阻尼悬架系统的频域动力学特性进行了分析。并探讨了被动阻尼及天棚阻尼对系统特性的影响。 把功率流理论引入车辆悬架系统,通过对系统功率流的分析,揭示出悬架系统的振动特性、能量分布和传输规律,从而为低能耗主动悬架的设计提供有效的、综合的分析及控制方法。研究表明:功率流能够反映悬架系统能量分布信息和传播途径信息,揭示整个系统的能量特性,从而实施有效控制,因此这种新的分析方法更为优越。 根据天棚阻尼控制原理,利用四端参数及子结构导纳综合法,推导出主动和被动综合控制系统的功率流的表达式及状态传递方程,提出了功率流最优控制策略。对系统的仿真结果表明:传递到车体的功率流最小的控制策略对悬架系统各项指标都可以得到全局最优的控制效果,并且所需要得控制能量可以达到最小,从而实现低能耗主动控制。


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