汽車懸架始終是評判汽車性能好壞的重要標準之一,它能很好的提升駕車行駛安全性以及乘坐舒適性。隨著汽車電子行業(yè)以及智能算法的迅猛發(fā)展,對汽車懸架的要求也愈來愈高,被動懸架和半主動懸架已不能完全滿足其性能要求。主動懸架中的空氣懸架可以實時的改變彈簧剛度和阻尼系數(shù)來適應不同的路況,使懸架始終處于良好的工作狀態(tài)內(nèi),更能提高汽車行駛的平順性。因此空氣懸架是汽車電子行業(yè)研究的趨勢和發(fā)展方向。本文在模糊控制和PID控制理論的基礎(chǔ)上,提出了混合控制策略,對空氣懸架系統(tǒng)性能進行仿真對比分析。首先針對模糊控制動態(tài)品質(zhì)差以及PID控制產(chǎn)生誤差不合理等缺陷,提出混合控制策略,再利用Matlab對PID控制器和模糊PID控制器進行設(shè)計建模仿真分析,二者相對比,模糊PID在懸架應用中性能提升了28%左右。接著針對模糊控制的缺點以及遺傳算法搜索空間較大的缺陷,利用穩(wěn)態(tài)繁殖思想和區(qū)域搜索法對遺傳算法進行優(yōu)化,利用改進后的遺傳算法對模糊控制器進行優(yōu)化,從而使空氣懸架的性能進一步提升了10%左右。最后針對不同路況不同控制策略下進行被動懸架和空氣懸架的仿真對比,從評價指標的均方根可以得出,空氣懸架在混合控制策略下可以很好的提... 

【文章來源】：浙江科技學院浙江省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

空氣懸架的組成

功能大致有三個：第一，汽車隨著整車載荷的改變可以維持合理的懸架動行程；第二，當汽車行駛速度比較高的情況下，空氣懸架系統(tǒng)可以降低車身高度，來維持整車的平穩(wěn)性，從而也降低了空氣阻力；第三，當汽車在不平路面上行駛時，此時高度控制閥就可以提升車身高度從而提高整車的通過性。因此高度控制閥進一步提升了空氣彈簧的優(yōu)越性。除了以上組成，空氣懸架的另外組成就是其他附屬裝置；空氣彈簧的介質(zhì)是空氣，因此在汽車底盤上必須裝有空氣壓縮機以便產(chǎn)生壓縮空氣，空氣彈簧的這些優(yōu)越的性能還得有其他裝置的輔助作用，就是空氣懸架上還裝有輔助氣室，另外還包括執(zhí)行元件（電磁閥、步進電機、氣泵電動機等）�？諝鈶壹艿谋举|(zhì)是在含有簾布層結(jié)構(gòu)的橡膠氣囊內(nèi)充入空氣，并以此為介質(zhì)，利用空氣可以壓縮的特性來實現(xiàn)彈性作用�？諝鈶壹艿姆诸愂且罁�(jù)空氣彈簧來分的，因此根據(jù)懸架氣囊的不同可以把空氣彈簧分為囊式、膜式以及復合式彈簧[20]。如下圖所示：

主副氣室之間有一個通道，供空氣在主氣室與副氣過控制改變這個通道的大小，來改變空氣彈簧的剛度。這個通道（電磁閥）閥心控制，閥心的控制桿又由懸架控制模塊（控制器器驅(qū)動控制。步進電機被控制模塊控制，從而帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒桿動作，以便改變阻尼大��；相應的阻尼調(diào)節(jié)桿通過齒輪帶動空，從而可以調(diào)節(jié)空氣彈簧的剛度[21]。懸架高度調(diào)節(jié)的工作機理簡圖如圖 2-3 所示，當汽車載荷增大時間的距離縮短，這時控制連桿產(chǎn)生作用，充氣閥被打開（左邊圖縮后進入懸架氣囊中，囊中壓力變大使整車車架高度變大，直至為止，此時車架的高度又恢復到載荷增加前的數(shù)值[22]。當汽車載與車軸之間距離增大，此時打開放氣閥（右邊圖），使氣囊內(nèi)壓度恢復。因此空氣懸架的汽車無論是滿載還是空載，汽車的高度。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于模糊控制電控空氣懸架車身高度控制策略研究[J]. 關(guān)欣.  裝備制造技術(shù). 2017(11)
[2]基于Simulink汽車懸架的動態(tài)仿真[J]. 范光耀,仲梁維,程天洋,李晶晶,石海林.  通信電源技術(shù). 2015(06)
[3]基于改進遺傳算法的半主動懸架系統(tǒng)模糊控制優(yōu)化研究[J]. 高瑞貞,張京軍,趙子月,孫揚.  工程力學. 2012(01)
[4]汽車主動懸架系統(tǒng)的研究開發(fā)進展綜述[J]. 陳軍,歐家福,羅顯政,劉德輝.  汽車零部件. 2010(02)
[5]基于ADAMS/Car和Simulink的主動懸架遺傳模糊控制[J]. 鄭泉,陳黎卿,王繼先,張小龍.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2009(05)
[6]空氣懸架系統(tǒng)參數(shù)的計算與選取[J]. 熊順源,鮑衛(wèi)寧.  機械制造. 2008(07)
[7]基于MATLAB的自整定模糊PID控制系統(tǒng)[J]. 王轔,張科.  探測與控制學報. 2008(02)
[8]基于優(yōu)先權(quán)編碼的最短路徑求解[J]. 張侃.  商丘師范學院學報. 2007(09)
[9]商用車空氣懸架的研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 何鋒,徐軍,楊洪江.  機械制造. 2005(04)
[10]基于SIMULINK的汽車懸架系統(tǒng)動態(tài)仿真[J]. 趙 玲.  機械. 2002(S1)

博士論文
[1]汽車空氣懸架及其控制系統(tǒng)動力學仿真分析研究[D]. 鮑衛(wèi)寧.華中科技大學 2011
[2]空氣懸架控制器研究[D]. 于軍.武漢理工大學 2009
[3]計及車架彈性的多軸重型越野車整車動態(tài)性能研究[D]. 楊波.華中科技大學 2004

碩士論文
[1]基于ARM的汽車電磁懸掛控制器的設(shè)計與研究[D]. 屠國柱.安徽理工大學 2017
[2]基于小波變換的半主動懸架控制策略仿真研究[D]. 廖茜.西南交通大學 2016
[3]某輕型商務車空氣懸架系統(tǒng)開發(fā)[D]. 王森.南京理工大學 2016
[4]空氣懸架自整定模糊PID控制策略及試驗研究[D]. 耿龍偉.揚州大學 2014
[5]基于Matlab/Simulink的車輛主動懸架模糊控制仿真研究[D]. 張衍成.遼寧工業(yè)大學 2014
[6]汽車主動油氣懸架的氣液控制系統(tǒng)研究[D]. 洪展鵬.電子科技大學 2014
[7]轎車主動懸架系統(tǒng)的模糊控制與仿真研究[D]. 王文靜.重慶交通大學 2012
[8]汽車操縱穩(wěn)定性模型及仿真方法研究[D]. 房占鵬.重慶理工大學 2010
[9]一種氣液混合隔振器的設(shè)計與研究[D]. 敖之賓.重慶大學 2007
[10]模糊PID控制器的設(shè)計研究[D]. 李曉丹.天津大學 2005



本文編號：3022359