發(fā)布時(shí)間：2020-11-08 09:07

　　 舒適性與操縱性一直是衡量汽車品質(zhì)的兩大核心標(biāo)準(zhǔn),如何實(shí)現(xiàn)兩者性能的兼顧始終困擾著汽車設(shè)計(jì)者�？諝鈶壹芟到y(tǒng)的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)懸架阻尼及車身高度的聯(lián)合控制,不僅解決車體振動(dòng)、懸架動(dòng)撓度等乘坐舒適性問題,還能提高行車安全性和操縱穩(wěn)定性。近年來,電控空氣懸架技術(shù)在汽車懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中具有廣闊的應(yīng)用前景,研究安全有效的智能控制方法對(duì)推動(dòng)空氣懸架系統(tǒng)的應(yīng)用具有重要意義。本文在對(duì)電控空氣懸架系統(tǒng)的半主動(dòng)控制方法進(jìn)行研究時(shí),主要將懸架阻尼控制器和車身高度控制器的設(shè)計(jì)作為主要任務(wù)。在阻尼控制器設(shè)計(jì)過程中,首先建立空氣懸架系統(tǒng)及半主動(dòng)阻尼懸架系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,求解懸架系統(tǒng)車身運(yùn)動(dòng)誤差方程并采用滑模變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)控制方法設(shè)計(jì)阻尼控制器,針對(duì)普通滑模變結(jié)構(gòu)控制在切換控制部分產(chǎn)生的控制信號(hào)抖振問題,采用RBF(Radial basis function)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)取代其切換控制部分實(shí)現(xiàn)懸架阻尼的連續(xù)穩(wěn)定控制。在車身高度控制器設(shè)計(jì)過程中,考慮到空氣彈簧充放氣系統(tǒng)存在時(shí)滯、過充、過放以及振蕩等不良現(xiàn)象,對(duì)此提出雙閉環(huán)控制策略。外環(huán)采用滑模變結(jié)構(gòu)控制方法追蹤車高誤差計(jì)算充放氣系統(tǒng)需求控制量;內(nèi)環(huán)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法對(duì)高度執(zhí)行系統(tǒng)的控制信號(hào)進(jìn)行精度調(diào)整。為避免阻尼及車高調(diào)節(jié)中控制參量的耦合對(duì)系統(tǒng)建模和控制策略的影響,利用Stateflow建模方法對(duì)兩種功能模式的切換控制進(jìn)行圖形化建模,通過設(shè)定符合各類工況模式下的邏輯切換規(guī)則,以實(shí)現(xiàn)兩控制器的協(xié)調(diào)穩(wěn)定工作。最后在Matlab/Simulink中建立了懸架阻尼及車身高度調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)模型并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),利用Stateflow控制模型對(duì)設(shè)定的功能模式切換系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移仿真實(shí)驗(yàn)。由仿真結(jié)果可知,在阻尼控制中懸架系統(tǒng)各性能指標(biāo)在時(shí)、頻域分析中均得到有效改善,在車高調(diào)節(jié)中保證控制系統(tǒng)可靠性的同時(shí)提高了控制精度,狀態(tài)流切換控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各功能模式間的協(xié)調(diào)穩(wěn)定切換,有效解決各控制部分間狀態(tài)參量的耦合問題,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的控制方法可充分發(fā)揮空氣懸架系統(tǒng)的作用并有效提升車輛的綜合性能。
【學(xué)位單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.33
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 空氣懸架系統(tǒng)應(yīng)用概述
    1.3 空氣懸架系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 空氣懸架系統(tǒng)國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 空氣懸架系統(tǒng)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 電控空氣懸架系統(tǒng)及其控制結(jié)構(gòu)
    2.1 電控空氣懸架系統(tǒng)
        2.1.1 電控空氣懸架可控性分析
        2.1.2 電控空氣懸架系統(tǒng)主要功能元件
    2.2 電控半主動(dòng)空氣懸架系統(tǒng)
        2.2.1 電控半主動(dòng)空氣懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.2.3 電控半主動(dòng)空氣懸架系統(tǒng)功能分析
    2.3 電控半主動(dòng)空氣懸架系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 電控半主動(dòng)空氣懸架系統(tǒng)模型及路面激勵(lì)建模
    3.1 空氣彈簧特性建模
        3.1.1 空氣彈簧非線性機(jī)理分析
        3.1.2 空氣彈簧特性仿真模型
    3.2 電控半主動(dòng)空氣懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型
        3.2.1 電控半主動(dòng)空氣懸架系統(tǒng)整車動(dòng)力學(xué)模型
        3.2.2 電控半主動(dòng)空氣懸架系統(tǒng)1/4車體動(dòng)力學(xué)模型
        3.2.3 電控半主動(dòng)空氣懸架系統(tǒng)參考模型
        3.2.4 懸架系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)法
    3.3 路面激勵(lì)函數(shù)建模
        3.3.1 路面不平度功率譜函數(shù)
        3.3.2 路面激勵(lì)函數(shù)模型仿真
        3.3.3 路面激勵(lì)下單輪懸架特性仿真
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的空氣懸架阻尼滑�？刂�
    4.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制基本理論
        4.1.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制的定義
        4.1.2 滑動(dòng)模態(tài)定義及數(shù)學(xué)表達(dá)
        4.1.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制的抖振問題
        4.1.4 滑模控制器設(shè)計(jì)方法
    4.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計(jì)
    4.3 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等效滑�？刂�
    4.4 控制系統(tǒng)仿真與分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)的空氣懸架車高控制
    5.1 空氣懸架的車高控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.1.1 空氣懸架車高控制過程
        5.1.2 空氣懸架車高控制的單體模型
        5.1.3 空氣懸架車高控制系統(tǒng)建模
    5.2 空氣懸架車高調(diào)節(jié)的雙閉環(huán)控制
        5.2.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制
        5.2.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自整定的PID控制
    5.3 系統(tǒng)仿真與分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 基于Stateflow建模的懸架系統(tǒng)模式切換控制
    6.1 Stateflow功能簡介
    6.2 Stateflow切換控制系統(tǒng)建模
        6.2.1 系統(tǒng)工作模式分析
        6.2.2 系統(tǒng)切換規(guī)則
        6.2.3 控制系統(tǒng)建模
        6.2.4 系統(tǒng)仿真
    6.3 本章小結(jié)
第7章 全文總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介
攻讀碩士學(xué)位期間研究成果

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本文編號(hào)：2874570