【摘要】：汽車(chē)懸架系統(tǒng)是車(chē)架與車(chē)橋之間用來(lái)傳遞力和力矩的全部連接裝置的總成,功用是緩和汽車(chē)在顛簸路面上行駛所產(chǎn)生的沖擊,維持汽車(chē)在不平道路上行駛安全。汽車(chē)在行駛過(guò)程中,經(jīng)常由于載荷,車(chē)速和路況等工況的變化引起汽車(chē)局部或整體的激烈振動(dòng),這種振動(dòng)不僅影響乘員駕車(chē)舒適性,還會(huì)直接影響輪胎對(duì)地面附著性能和操縱平穩(wěn)性。因此,研究汽車(chē)懸架系統(tǒng),采用有效的技術(shù)方案,衰減通過(guò)底盤(pán)和座椅由路面激勵(lì)引起的傳遞給人體的振動(dòng),是確保汽車(chē)行駛過(guò)程中處于動(dòng)態(tài)平穩(wěn)性的一個(gè)主要方法。本文針對(duì)汽車(chē)主動(dòng)懸架系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性展開(kāi)討論,基于魯棒控制理論進(jìn)行算法設(shè)計(jì)并加以驗(yàn)證分析。主要內(nèi)容可概括如下:(1)為了研究汽車(chē)懸架參數(shù)不確定性對(duì)主動(dòng)懸架系統(tǒng)性能的影響,構(gòu)建了基于線性分式變換的二自由度四分之一汽車(chē)主動(dòng)懸架綜合模型。基于李雅譜諾夫(Lyapunov)理論設(shè)計(jì)一種最優(yōu)H2/H∞保性能狀態(tài)反饋主動(dòng)控制律,將最優(yōu)保性能問(wèn)題轉(zhuǎn)化為線性矩陣不等式(LMI)的凸優(yōu)化約束問(wèn)題,運(yùn)用不確定矩陣結(jié)構(gòu)信息繼而引入自由變量以降低控制律設(shè)計(jì)的保守性。(2)在考慮主動(dòng)懸架存在作動(dòng)器響應(yīng)延遲(輸入時(shí)滯)條件下,為降低輸入時(shí)滯和車(chē)身質(zhì)量不確定性對(duì)控制系統(tǒng)的消極作用,提出一種魯棒H∞/廣義H2控制方法,并應(yīng)用到四自由度二分之一汽車(chē)主動(dòng)懸架數(shù)學(xué)模型。在控制器設(shè)計(jì)進(jìn)程中,將時(shí)滯因素融入李雅普諾夫泛函(Lyapunov-Krasovskii)中,并基于錐補(bǔ)線性化算法得到基于LMI的凸優(yōu)化最優(yōu)解。(3)針對(duì)車(chē)輛四自由度二分之一汽車(chē)主動(dòng)懸架系統(tǒng)時(shí)變輸入時(shí)滯所引起的控制穩(wěn)定性問(wèn)題,并綜合考慮路面擾動(dòng)信息及參數(shù)攝動(dòng)因素,研究一種考慮時(shí)變輸入時(shí)滯及預(yù)瞄信息的魯棒H∞/廣義H2控制器。(4)理論推導(dǎo)完成之后,將基于電磁作動(dòng)器的二自由度四分之一汽車(chē)懸架數(shù)學(xué)模型作為研究對(duì)象,結(jié)合本文設(shè)計(jì)的魯棒保性能控制方法進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
【圖文】：

如圖1-2 所示，車(chē)輛懸架系統(tǒng)一般由彈簧元件、減振器（阻尼元件）和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成[5,6]。彈性元件是承受傳遞垂直載荷承載和抑制路面沖擊的元件，它保證懸掛質(zhì)量和非懸掛質(zhì)量之間的彈性連接，使車(chē)輛在行經(jīng)不平路面時(shí)保持輪胎貼地性。減振器是一個(gè)吸收能量和耗散能量的裝置，它在汽車(chē)受到路面干擾時(shí)，會(huì)以自身的變形壓縮吸收震動(dòng)的力量，抑制不平路面對(duì)車(chē)體造成的震動(dòng)和顛簸。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是傳導(dǎo)作用力的方向和傳遞作用力的裝置，它使車(chē)輪按照規(guī)定的運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)車(chē)身運(yùn)動(dòng)并保證了力和力矩的有效傳遞。傳統(tǒng)懸架的結(jié)構(gòu)一經(jīng)確定，懸架的性能參數(shù)已固定，它的懸架彈簧和阻尼器特性受到外部激勵(lì)時(shí)，只能被動(dòng)地做出反應(yīng)。在行車(chē)進(jìn)程中不能動(dòng)態(tài)調(diào)整，因而只能在預(yù)定路面激勵(lì)及懸架特定參數(shù)情況下確保最佳性能。在懸架特定參數(shù)和路況等情況發(fā)生變動(dòng)時(shí)

作動(dòng)器概論主動(dòng)懸架控制中，作動(dòng)器是實(shí)現(xiàn)振動(dòng)主動(dòng)控制的主要部件。其功能是法對(duì)懸架系統(tǒng)施加主動(dòng)控制力。應(yīng)用較多的作動(dòng)器可分為液壓式作動(dòng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式雖然各異，但它們終歸是主動(dòng)力的執(zhí)行器。液壓式作作動(dòng)筒，由于液壓式作動(dòng)器穩(wěn)定性高且有效控制力大，，因此得到廣泛統(tǒng)功耗較大，伺服系統(tǒng)復(fù)雜且存在延遲。空氣式力發(fā)生器則是以空氣，應(yīng)用氣體的壓縮性達(dá)到彈性效應(yīng)的目的。力隔振科技發(fā)展，電磁作動(dòng)器近幾年受到越來(lái)越多關(guān)注。電磁作動(dòng)器通過(guò)電磁力的作用，在沒(méi)有接觸性約束的情況下，在極短時(shí)間內(nèi)作出緩和車(chē)體振動(dòng)，保持車(chē)輛平穩(wěn)行駛，尤其是在行車(chē)速度很高又很顛簸的優(yōu)勢(shì)。圖 6-1 為電磁作動(dòng)器實(shí)物圖，相較于液壓作動(dòng)器，電磁作動(dòng)器有不受黏著力限制、能量消耗低、響應(yīng)時(shí)間短、可靠性高和控制量大應(yīng)用到永磁懸浮、非接觸精密定位系統(tǒng)、車(chē)輛懸架主動(dòng)減振控制等領(lǐng)磁作動(dòng)器，由傳感器測(cè)量到各種路面擾動(dòng)等信息，通過(guò)控制電磁減振電磁力，從而達(dá)到改善乘坐舒適性的目的。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U463.33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2615654