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汽车磁流变半主动悬架控制策略研究与仿真

解书艳  
【摘要】:本文首先介绍了磁流变阻尼器和汽车磁流变半主动悬架系统研究的课题背景,并结合基于磁流变阻尼器的汽车悬架系统的发展现状,阐述了本课题研究的必要性,以及研究的主要目的和意义。在综合考虑了磁流变半主动悬架在实际应用中的具体需求之后确定了本文研究的主要内容。 本文分析了磁流变阻尼器的总体结构及主要技术特点和性能,介绍了磁流变液的主要性能特点和流变机理,并对磁流变阻尼器的阻尼器进行了推导计算,根据磁流变阻尼器的结构特点建立了磁流变减振器的仿真模型。 然后根据汽车动力学原理,推导出了磁流变半主动悬架的动力学模型,确定了路面输入模型,并以磁流变半主动悬架的四分之一车辆模型为研究对象,搭建了汽车磁流变半主动悬架的仿真平台。探讨了阻尼系数的变化对汽车悬架系统的影响,分析了脉冲输入下的悬架系统的动态响应特性。 在此基础上,结合磁流变悬架的结构及性能特点,并依照控制系统的需求,确定了磁流变阻尼器的加压方式,并建立了电流驱动器的仿真模型。在搭建的磁流变半主动悬架的仿真平台上设计了磁流变半主动悬架的天棚阻尼控制器和模糊控制器,并提出了一种新的小波频域模糊控制器的设计,并对其进行了探索性的研究。 最后,在已建立的磁流变半主动悬架控制仿真平台上对本文设计的控制器分别进行了仿真,并对仿真结果进行了对比研究。仿真结果表明,这三种控制策略都能在一定程度上抑制车身的振动,除了天棚阻尼控制在保持良好行驶平顺性的同时牺牲了操纵稳定性外,另外两种控制策略的综合控制效能良好,其中小波频域模糊控制在较差的行驶条件下控制效果要略优于模糊控制。 通过本文对汽车磁流变半主动悬架控制策略的探索性研究,为企业的设计人员提供了良好的参考依据,同时也提供了理论支持。本文对磁流变半主动悬架控制系统的研究为同类研究提供了新的思路和方法,具有一定的研究价值和现实意义。


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