本文關(guān)鍵詞：阻尼連續(xù)可調(diào)油氣懸架及其控制技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 阻尼連續(xù)可調(diào) 油氣懸架設(shè)計(jì) 無(wú)跡卡爾曼濾波 車輛懸架控制

【摘要】：為了滿足不同行駛工況下整車舒適性和操穩(wěn)性的要求,懸架系統(tǒng)需要對(duì)阻尼和剛度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。本文基于高機(jī)動(dòng)越野車平臺(tái),對(duì)油氣懸架系統(tǒng)的阻尼連續(xù)可調(diào)技術(shù)進(jìn)行深入的理論和試驗(yàn)研究�；谒⒌挠蜌鈴椈陕�(lián)合仿真模型,分析了關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)連續(xù)阻尼控制特性和非線性彈性特性的影響規(guī)律,并完成了油氣彈簧的原理樣機(jī)試制,通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)油氣彈簧模型進(jìn)行了驗(yàn)證和修正。進(jìn)而設(shè)計(jì)了整車模型參考滑�？刂扑惴�,以天棚地棚混合控制算法作為參考模型,通過(guò)對(duì)混合系數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),使車輛能夠滿足在不同行駛工況對(duì)操穩(wěn)性和舒適性的不同需求,并通過(guò)硬件在環(huán)仿真,對(duì)控制算法的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)基于傅里葉逆變換原理,建立了四輪車輛時(shí)域路面激勵(lì)模型,該模型能夠真實(shí)反映前后車輪的時(shí)滯以及左右車輪相干性等統(tǒng)計(jì)特性,四個(gè)車輪處路面激勵(lì)的統(tǒng)計(jì)特性與標(biāo)準(zhǔn)推薦的統(tǒng)計(jì)特性描述吻合。建立了非線性1/4懸架振動(dòng)模型和整車14自由度動(dòng)力學(xué)模型,并通過(guò)Carsim仿真驗(yàn)證了整車動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型的正確性,為后續(xù)的整車振動(dòng)狀態(tài)觀測(cè)算法推導(dǎo)及整車阻尼控制算法的推導(dǎo)奠定了理論基礎(chǔ)。(2)提出了針對(duì)油氣彈簧的阻尼連續(xù)調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)方案,通過(guò)環(huán)形閥片油路與電磁比例閥循環(huán)油路的并聯(lián)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)壓縮和伸張行程的阻尼連續(xù)調(diào)節(jié)。建立了疊加閥片組的翹曲變形和壓差流量特性微分方程,進(jìn)而建立了阻尼連續(xù)調(diào)節(jié)油氣彈簧的聯(lián)合仿真模型,分析了關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)連續(xù)阻尼控制特性和非線性彈性特性的影響規(guī)律。完成了油氣彈簧的原理樣機(jī)試制,通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)油氣彈簧模型進(jìn)行了驗(yàn)證和修正。提出了阻尼力多項(xiàng)式擬合公式,從而使得在懸架阻尼控制中能夠反求到控制電流值。(3)針對(duì)部分振動(dòng)狀態(tài)難以測(cè)量得到,且油氣懸架系統(tǒng)具有強(qiáng)非線性的特性,基于無(wú)跡卡爾曼濾波原理,設(shè)計(jì)了整車非線性振動(dòng)狀態(tài)觀測(cè)器,以懸架動(dòng)撓度及其速度作為觀測(cè)算法的輸入量,能夠準(zhǔn)確觀測(cè)得到簧載質(zhì)量的垂向振動(dòng)速度、側(cè)傾角速度、俯仰角速度、車輪垂向振動(dòng)速度等振動(dòng)狀態(tài)信息,相比于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法,該算法能夠在不增加運(yùn)算量的基礎(chǔ)上顯著提高整車振動(dòng)狀態(tài)觀測(cè)精度。(4)針對(duì)車輛在不同行駛工況下對(duì)懸架系統(tǒng)阻尼特性需求不同的特點(diǎn),提出了以天棚地棚混合作為參考模型的非線性滑模控制算法,根據(jù)車輛的縱向和側(cè)向加速度信號(hào),判斷車輛的行駛工況,對(duì)天棚地棚混合度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,能夠兼顧操縱工況下的穩(wěn)定性和直線行駛工況下的平順性。并通過(guò)硬件在環(huán)仿真,基于工業(yè)控制器TTC200開(kāi)發(fā)了半主動(dòng)懸架的控制器�；谒罱ǖ陌雽�(shí)物仿真平臺(tái),對(duì)控制算法的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和有效性進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：阻尼連續(xù)可調(diào) 油氣懸架設(shè)計(jì) 無(wú)跡卡爾曼濾波 車輛懸架控制
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.33
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-19
• 第1章 緒論19-33
• 1.1 引言19-21
• 1.2 國(guó)內(nèi)外阻尼可調(diào)懸架技術(shù)的研究及發(fā)展現(xiàn)狀21-25
• 1.3 阻尼可調(diào)懸架控制算法的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)25-27
• 1.4 可控懸架存在的主要問(wèn)題27-30
• 1.4.1 減振器節(jié)流閥片的設(shè)計(jì)29
• 1.4.2 連續(xù)可調(diào)油氣懸架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29
• 1.4.3 懸架的控制問(wèn)題29-30
• 1.5 論文研究的主要內(nèi)容及意義30-33
• 第2章 車輛懸架系統(tǒng)的建模與仿真驗(yàn)證33-51
• 2.1 基于IFFT的四輪路面時(shí)域模型的建立33-39
• 2.1.1 單輪時(shí)域激勵(lì)模型34-35
• 2.1.2 后輪輸入的時(shí)域激勵(lì)模型35-36
• 2.1.3 右車輪隨機(jī)不平度時(shí)域激勵(lì)模型36-37
• 2.1.4 路面隨機(jī)輸入的數(shù)值仿真37-39
• 2.1.5 結(jié)論39
• 2.2 1/4懸架振動(dòng)模型的建立39-40
• 2.3 整車動(dòng)力學(xué)模型的建立40-48
• 2.3.1 整車動(dòng)力學(xué)模型40-42
• 2.3.2 輪胎模型42-46
• 2.3.3 模型驗(yàn)證46-48
• 2.4 本章小結(jié)48-51
• 第3章 阻尼連續(xù)可調(diào)油氣懸架的仿真與試驗(yàn)研究51-69
• 3.1 阻尼連續(xù)可調(diào)減振器的工作原理51-52
• 3.2 阻尼連續(xù)可調(diào)懸架的數(shù)學(xué)模型52-58
• 3.2.1 減振器伸張行程數(shù)學(xué)建模53-56
• 3.2.2 減振器壓縮行程數(shù)學(xué)建模56-57
• 3.2.3 油氣懸架彈性力的計(jì)算57-58
• 3.3 仿真分析58-64
• 3.3.1 常通孔和閥片不同組合形式對(duì)減振器阻尼特性的影響59-60
• 3.3.2 電磁調(diào)節(jié)閥彈簧剛度對(duì)減振器阻尼特性的影響60-61
• 3.3.3 電磁調(diào)節(jié)閥預(yù)緊力對(duì)減振器阻尼特性的影響61
• 3.3.4 電磁調(diào)節(jié)閥恒定節(jié)流孔直徑對(duì)減振器阻尼特性的影響61-64
• 3.4 油氣懸架臺(tái)架試驗(yàn)64-66
• 3.5 阻尼力的多項(xiàng)式擬合66-67
• 3.6 本章小結(jié)67-69
• 第4章 車輛整車振動(dòng)狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)69-91
• 4.1 懸架振動(dòng)觀測(cè)器設(shè)計(jì)的意義69-70
• 4.2 非線性卡爾曼濾波算法70-76
• 4.2.1 擴(kuò)展卡爾曼估計(jì)71-73
• 4.2.2 無(wú)跡卡爾曼濾波73-76
• 4.3 基于非線性 1/4 懸架模型的觀測(cè)器設(shè)計(jì)76-83
• 4.3.1 基于 1/4 車輛懸架模型的無(wú)跡卡爾曼估計(jì)77-78
• 4.3.2 基于 1/4 懸架模型的簧載質(zhì)量估計(jì)78-79
• 4.3.3 仿真驗(yàn)證79-83
• 4.4 整車懸架振動(dòng)狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)83-88
• 4.5 本章小結(jié)88-91
• 第5章 懸架阻尼控制算法研究91-107
• 5.1 參考模型91-94
• 5.2 基于滑模控制的懸架控制算法的設(shè)計(jì)94-98
• 5.3 仿真驗(yàn)證及其討論98-106
• 5.3.1 工況一隨機(jī)路面激勵(lì)98-101
• 5.3.2 工況二凸塊路面激勵(lì)101-102
• 5.3.3 工況三緊急加速制動(dòng)工況102-104
• 5.3.4 工況四緊急轉(zhuǎn)向104-106
• 5.4 本章小結(jié)106-107
• 第6章 懸架控制器的開(kāi)發(fā)與試驗(yàn)驗(yàn)證107-117
• 6.1 懸架控制器的硬件在環(huán)試驗(yàn)108-110
• 6.2 硬件在環(huán)試驗(yàn)結(jié)果及分析110-116
• 6.2.1 隨機(jī)路面激勵(lì)工況110-112
• 6.2.2 凸塊路面激勵(lì)工況112-114
• 6.2.3 緊急加速制動(dòng)工況114-115
• 6.2.4 急速轉(zhuǎn)向工況115-116
• 6.3 本章小結(jié)116-117
• 第7章 結(jié)論117-119
• 7.1 本文的研究工作總結(jié)117-118
• 7.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)118
• 7.3 后續(xù)工作展望118-119
• 參考文獻(xiàn)119-127
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單127-129
• 致謝129-130
• 作者簡(jiǎn)介130

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