【摘要】：汽車已成為當(dāng)今社會最重要的交通工具之一。近年來隨著汽車產(chǎn)量和保有量的迅速增長,人類面臨嚴(yán)峻的能源、環(huán)境和氣候挑戰(zhàn)。以電動汽車為代表的新能源汽車是實(shí)現(xiàn)交通可持續(xù)發(fā)展的最佳選擇。輪轂驅(qū)動具有電機(jī)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)比內(nèi)燃機(jī)快速精確、并可通過線控技術(shù)直接實(shí)現(xiàn)各輪驅(qū)動力和制動力的獨(dú)立控制等特點(diǎn),已被視為電動汽車的最終驅(qū)動形式。但由于其一方面增加了整車的非簧載質(zhì)量,另一方面輪轂電機(jī)的直接承受地面激勵,二者均影響了電動汽車的振動特性。本文針對輪轂驅(qū)動電動汽車懸架系統(tǒng)振動問題,進(jìn)行了如下研究:首先,建立1/4電動汽車線性懸架系統(tǒng)動力學(xué)模型,分析其動力學(xué)特性;分別在簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量上附加線性動力吸振器,建立懸架-線性吸振系統(tǒng)微分方程并求解,得到懸架-吸振系統(tǒng)的動態(tài)特性并進(jìn)行參數(shù)影響分析,結(jié)果表明線性吸振器能夠有效地抑制簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量在其固有頻率附近的振動。接下來,在簧載質(zhì)量上附加立方剛度非線性動力吸振器(非線性能量阱,NES),建立電動汽車懸架-NES系統(tǒng)微分方程,采用復(fù)變量-平均法對方程進(jìn)行求解,分析懸架-NES系統(tǒng)的分岔特性及平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性,得到系統(tǒng)可能出現(xiàn)強(qiáng)調(diào)制響應(yīng)的參數(shù)區(qū)間,并得到懸架-非線性吸振系統(tǒng)的動態(tài)特性,結(jié)果表明,非線性吸振器能夠降低簧載質(zhì)量在其共振區(qū)附近的振動。然后,將控制作用施加在線性動力吸振器上,建立電動汽車懸架-主動吸振系統(tǒng)微分方程,獲得控制系統(tǒng)的狀態(tài)方程,基于二次線性最優(yōu)控制理論,設(shè)計(jì)主動動力吸振器,分別在路面正弦激勵和隨機(jī)激勵條件下,對懸架-主動吸振系統(tǒng)的動態(tài)特性進(jìn)行分析,并討論懸架系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)對懸架-主動吸振系統(tǒng)的影響。最后,將控制作用直接施加在懸架系統(tǒng)上,建立電動汽車主動懸架系統(tǒng)的微分方程,獲得控制系統(tǒng)的狀態(tài)方程,基于二次線性最優(yōu)控制理論,設(shè)計(jì)主動懸架系統(tǒng),分別在路面正弦激勵和隨機(jī)激勵條件下,對主動懸架系統(tǒng)的動態(tài)特性進(jìn)行分析,并討論懸架系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)對主動懸架系統(tǒng)的影響,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72
【圖文】：

c 吸振器位移 d 主動控制力圖 4.2 路面正弦激勵下車速為 60 km/h 時(shí)線性懸架-簧載主動吸振系統(tǒng)響應(yīng)Fig. 4.2 Responses of linear suspension-sprung active linear absorber system under road sinusoidalexcitation with the speed v=60 km/h圖 4.2a 為車身加速度隨時(shí)間的變化曲線，可以看出：線性懸架、線性懸架-簧載振系統(tǒng)及線性懸架-簧載主動吸振系統(tǒng)的車身加速度曲線均以正弦形式變化；由 7.9s~8.的局部放大圖可以看出，線性懸架系統(tǒng)與線性懸架-簧載吸振系統(tǒng)的車身加速度的時(shí)域應(yīng)是基本相同的，而線性懸架-簧載主動吸振系統(tǒng)的車身加速度響應(yīng)的幅值略小于前面者的車身加速度的幅值；由此可以看出，簧載主動吸振器具有比簧載吸振器更好的吸效果，而簧載吸振器在 60km/h 時(shí)的車速條件下沒有明顯的吸振作用。圖 4.2b 為懸架行程隨時(shí)間的變化曲線，可以看出：線性懸架、線性懸架-簧載吸振系統(tǒng)與線性懸架-載主動吸振系統(tǒng)的懸架動行程均在-0.025m~0.025m 之間以正弦曲線的形式變化；由局放大圖可知，線性懸架-簧載主動吸振系統(tǒng)的懸架動行程的幅值略小于其他兩個系統(tǒng)，明在 60km/h 的車速條件下，簧載動力吸振器及簧載主動吸振器對于懸架動行程無明

車身加速度、懸架動行程以及主動控制力的幅值均顯著增大。圖4.3a 為車身加速度隨時(shí)間的變化曲線，可以看出：線性懸架、線性懸架-簧載吸振系統(tǒng)及線性懸架-簧載主動吸振系統(tǒng)的車身加速度曲線均以正弦形式變化；由 7.93s~7.95s 的局部放大圖可以看出，線性懸架-簧載主動吸振系統(tǒng)的車身加速度的幅值<線性懸架-簧載吸振系統(tǒng)的車身加速度的幅值<線性懸架的車身加速度幅值；由此可以看出，簧載主動吸振器具有比簧載吸振器更好的吸振效果，而簧載吸振器在 120km/h 的車速條件下也具有

減小了車身加速度與懸架動行程，與圖 4.4a 和圖4.4b 所示結(jié)果相一致；在 f=0~3Hz 范圍內(nèi)，簧載動力吸振器質(zhì)量的位移大于 0，而當(dāng) f>3Hz時(shí)，其位移基本為 0，因此簧載吸振器僅僅在低階共振區(qū)起到吸振作用，在其他區(qū)域，吸振作用不明顯；簧載主動吸振器位移在 f=0~25Hz 的范圍內(nèi)，其幅值均大于 0，不僅在低階共振器起到吸振作用，而且在其他區(qū)域依然有一定的吸振作用，再次說明，簧載主動動力吸振器提高了吸振器的工作范圍。圖 4.4d 為主動控制力不同頻率下的幅值變化情況，可以看出：主動控制力存在兩個峰，一個在 1.5Hz 附近（低階共振區(qū)）

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本文編號：2800900