本文關鍵詞：附加氣室容積可調(diào)空氣懸架剛度和阻尼控制

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【摘要】：車輛懸架系統(tǒng)的主要功能是連接底盤和路面,并緩沖由于路面不平而引起的車身振動,從而提高車輛行駛平順性和乘坐舒適性。為提高車輛行駛性能,相關學者對懸架系統(tǒng)中的剛度和阻尼進行大量試驗和研究。傳統(tǒng)空氣懸架的剛度是不可調(diào)的,而附加氣室容積可調(diào)空氣懸架可通過改變附加氣室容積達到調(diào)節(jié)懸架剛度的目的,從而提高車輛的行駛平順性。本文以附加氣室容積可調(diào)空氣懸架為研究對象,分別運用模糊控制理論和動態(tài)迭代跟蹤算法控制懸架的剛度和阻尼,以提高車輛在典型工況下的行駛平順性。首先,基于工程熱力學、空氣動力學和流體力學理論知識建立附加氣室容積可調(diào)空氣彈簧系統(tǒng)數(shù)學模型,并將該彈簧模型以彈簧力的形式引入1/4車輛模型和整車模型,根據(jù)某款大客車參數(shù)搭建附加氣室容積可調(diào)空氣懸架1/4車輛試驗臺架,并對所建的附加氣室容積可調(diào)空氣懸架仿真模型試驗驗證。其次,對附加氣室容積可調(diào)空氣懸架剛度(附加氣室容積)和減振器阻尼進行多目標尋優(yōu)。基于車輛行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和輪胎接地性之間的矛盾,選取簧載質(zhì)量加速度、懸架動行程和輪胎動載荷為評價指標,以附加氣室容積和減振器阻尼為優(yōu)化變量,建立附加氣室容積可調(diào)空氣懸架系統(tǒng)的目標函數(shù);使用線性加權和法將優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變?yōu)閱文繕藘?yōu)化問題,再利用層次分析法確定各項子目標函數(shù)的權重系數(shù);最后在MATLAB中編寫遺傳算法程序,對典型工況下懸架系統(tǒng)的剛度(附加氣室容積)和減振器阻尼尋優(yōu)。最后,在模糊控制理論和動態(tài)迭代跟蹤控制進行研究的基礎上,通過MATLAB/Simulink中的模糊邏輯工具箱(Fuzzy Logic Toolbox)設計整車附加氣室容積可調(diào)空氣懸架的模糊推理系統(tǒng)(FIS),然后將模糊推理系統(tǒng)嵌入到模糊邏輯控制器(Fuzzy Logic Controller)中進行系統(tǒng)剛度(附加氣室容積)控制,同時運用動態(tài)迭代跟蹤算法控制系統(tǒng)減振器阻尼。仿真結(jié)果表明:采用控制的半主動懸架相比于被動懸架在多工況下的行駛平順性得到有效提升,達到預期的控制目的,所設計的整車控制器對于提升車輛的平順性效果顯著。
【關鍵詞】：空氣懸架 附加氣室 行駛平順性 模糊控制 動態(tài)迭代跟蹤
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題來源10
• 1.2 研究背景和意義10-12
• 1.2.1 研究背景10-11
• 1.2.2 研究意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 半主動空氣懸架研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 附加氣室容積可調(diào)空氣懸架研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 主要研究內(nèi)容及技術路線15-16
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容15
• 1.4.2 技術路線15-16
• 第二章 附加氣室容積可調(diào)空氣懸架建模與試驗16-30
• 2.1 附加氣室容積可調(diào)空氣懸架結(jié)構(gòu)與工作原理16
• 2.2 附加氣室容積可調(diào)空氣懸架整車建模與試驗驗證16-21
• 2.2.1 空氣彈簧數(shù)學模型16-17
• 2.2.2 附加氣室數(shù)學模型17-18
• 2.2.3 連接管路數(shù)學模型18-20
• 2.2.4 附加氣室容積可調(diào)空氣懸架 1/4 車輛動力學模型20-21
• 2.3 附加氣室容積可調(diào)空氣懸架臺架試驗21-25
• 2.3.1 臺架試驗搭建21-23
• 2.3.2 附加氣室容積可調(diào)空氣懸架 1/4 車輛動態(tài)特性試驗23-25
• 2.4 附加氣室容積可調(diào)空氣懸架7自由度整車模型25-27
• 2.5 隨機路面激勵模型27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 附加氣室容積可調(diào)空氣懸架剛度和阻尼尋優(yōu)30-42
• 3.1 懸架性能評價指標和多目標優(yōu)化30-32
• 3.1.1 懸架性能評價指標30
• 3.1.2 構(gòu)建評價函數(shù)的方法30-32
• 3.2 半主動懸架剛度和阻尼多目標優(yōu)化32-36
• 3.2.1 評價函數(shù)的構(gòu)建32-33
• 3.2.2 目標函數(shù)加權系數(shù)的確定33-34
• 3.2.3 設計變量的選取34-35
• 3.2.4 約束條件的建立35-36
• 3.3 遺傳算法優(yōu)化36-40
• 3.3.1 遺傳算法參數(shù)設置38
• 3.3.2 剛度（附加氣室容積）和阻尼優(yōu)化結(jié)果38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第四章 懸架剛度模糊控制和阻尼動態(tài)迭代跟蹤控制42-59
• 4.1 剛度（附加氣室容積）的自適應神經(jīng)網(wǎng)絡模糊控制42-43
• 4.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡的基本原理42-43
• 4.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊控制的結(jié)合43
• 4.2 Sugeno型模糊控制器設計43-44
• 4.2.1 訓練數(shù)據(jù)的確定43-44
• 4.2.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)設計44
• 4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡自適應模糊控制器設計44-47
• 4.4 附加氣室容積可調(diào)空氣懸架阻尼動態(tài)迭代跟蹤控制47-55
• 4.4.1 傳統(tǒng)迭代算法47-48
• 4.4.2 提出迭代方法及驗證收斂性48-51
• 4.4.3 確定阻尼迭代式51-54
• 4.4.4 動態(tài)迭代跟蹤控制實現(xiàn)54-55
• 4.5 控制系統(tǒng)仿真分析55-58
• 4.5.1 混合隨機路面激勵的仿真模型55-56
• 4.5.2 仿真結(jié)果分析56-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 總結(jié)59
• 5.2 展望59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-67
• 攻讀碩士期間的主要研究成果67

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本文編號：1026672