發(fā)布時(shí)間：2017-04-16 09:01

  本文關(guān)鍵詞：汽車主動(dòng)懸架控制策略與仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 懸架是汽車的重要裝置之一，它對(duì)汽車的平順性、操縱穩(wěn)定性、通過(guò)性等多種使用性能有著很大的影響。目前，汽車上普遍采用的是由彈性元件和減振器組成的被動(dòng)懸架。被動(dòng)懸架難以同時(shí)改善車輛在不平路面上高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性和行駛平順性，為了克服被動(dòng)懸架對(duì)汽車性能改善的限制，近年來(lái)，出現(xiàn)的主動(dòng)懸架成為了一條改善汽車懸架性能的新途徑。主動(dòng)懸架能夠根據(jù)路面激勵(lì)情況及汽車運(yùn)行的實(shí)際狀況進(jìn)行最優(yōu)反饋控制，使汽車整體行駛性能達(dá)到最佳。 本課題以電磁主動(dòng)懸架為研究對(duì)象，因?yàn)殡姶艖壹芘c液力懸架或空氣懸架相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需伺服閥、步進(jìn)電機(jī)等執(zhí)行裝置，響應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)。我們先建立了電磁主動(dòng)懸架及理想懸架系統(tǒng)的兩自由度模型，并概述了懸架性能的三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，即車身垂直加速度、車輪相對(duì)動(dòng)載、懸架動(dòng)撓度，并介紹了主動(dòng)懸架的控制原理。 主動(dòng)懸架的控制策略較多，在此選取不依賴系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感，具有很強(qiáng)的魯棒性，尤其適應(yīng)于非線性、時(shí)變和滯后系統(tǒng)控制的模糊控制，而且模糊控制的控制算法是基于若干條控制規(guī)則，算法非常簡(jiǎn)捷。進(jìn)而對(duì)模糊控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 作為一種經(jīng)典實(shí)用的控制方法，，PID控制算法具有計(jì)算量小、實(shí)時(shí)性好、易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，所以本課題也采用了PID控制作為基本的控制策略，并設(shè)計(jì)了PID控制器。 模糊控制和PID控制相結(jié)合的模糊PID控制能實(shí)現(xiàn)PID控制器參數(shù)的在線自調(diào)整，進(jìn)一步完善PID控制器的性能，以適應(yīng)控制系統(tǒng)的參數(shù)變化和工作條件變化。所以本課題設(shè)計(jì)了將前述兩種控制策略結(jié)合、以消除其各自弊端的模糊PID控制器。 利用MATLAB/SIMULINK軟件建立上述三種控制策略下的仿真模型，并對(duì)典型路面輸入譜情況(包括高、中、低頻)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，主動(dòng)懸架明顯改善了車輛的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性，性能明顯優(yōu)于被動(dòng)懸架，并比較了在三種不同控制器的作用下主動(dòng)懸架的性能變化；經(jīng)過(guò)仿真比較，在三種控制策略中，模糊PID控制優(yōu)于模糊控制，模糊控制又優(yōu)于PID控制；并且對(duì)三種控制策略下系統(tǒng)的魯棒性進(jìn)行了研究，得出它們的魯棒性都較強(qiáng)。 本課題可為主動(dòng)懸架的實(shí)驗(yàn)研究以及產(chǎn)品開發(fā)提供理論和數(shù)值參考。
【關(guān)鍵詞】：主動(dòng)懸架 控制策略 仿真
【學(xué)位授予單位】：中南林學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：U463.3
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• 文獻(xiàn)綜述6-16
• 1 主動(dòng)懸架的發(fā)展簡(jiǎn)介6
• 2 主動(dòng)懸架的分類6-7
• 2.1 空氣懸架系統(tǒng)7
• 2.2 油氣主動(dòng)懸架系統(tǒng)7
• 2.3 液力主動(dòng)懸架系統(tǒng)7
• 2.4 電磁主動(dòng)懸架系統(tǒng)7
• 3 主動(dòng)懸架常見控制方法7-11
• 3.1 自適應(yīng)與自校正控制方法8
• 3.2 天棚阻尼器控制方法8-9
• 3.3 最優(yōu)控制方法9
• 3.4 預(yù)見控制方法9-10
• 3.5 譜范數(shù)H_∞控制10
• 3.6 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制10-11
• 3.7 模糊控制11
• 4 模糊控制簡(jiǎn)介11-14
• 4.1 模糊控制研究的理論基礎(chǔ)--模糊集合和模糊數(shù)學(xué)11-12
• 4.2 模糊控制的產(chǎn)生及其與傳統(tǒng)控制的差異12
• 4.3 模糊控制的發(fā)展與應(yīng)用概況12-13
• 4.4 模糊邏輯芯片和模糊計(jì)算機(jī)13
• 4.5 模糊控制的優(yōu)缺點(diǎn)13-14
• 5 MATLAB/SIMULINK簡(jiǎn)介14
• 6 汽車主動(dòng)懸架的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)14-15
• 7 課題研究的意義和目的15
• 8 課題研究的主要內(nèi)容15-16
• 正文16-43
• 1 汽車主動(dòng)懸架數(shù)學(xué)模型的建立16-18
• 1.1 主動(dòng)懸架的動(dòng)力學(xué)模型16-17
• 1.2 理想懸架系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型17-18
• 1.3 懸架系統(tǒng)的性能指標(biāo)18
• 1.4 本章小結(jié)18
• 2 主動(dòng)懸架和被動(dòng)懸架的結(jié)構(gòu)與性能分析18-19
• 2.1 被動(dòng)懸架18-19
• 2.2 主動(dòng)懸架19
• 2.3 本章小結(jié)19
• 3 電磁阻尼主動(dòng)懸架19-22
• 3.1 電磁阻尼器的受力分析19-21
• 3.2 電磁懸架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程21-22
• 3.3 電磁懸架應(yīng)用前景22
• 3.4 本章小結(jié)22
• 4 懸架控制原理22-25
• 4.1 線性控制概論22-25
• 4.1.1 線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)方程22-24
• 4.1.2 傳遞矩陣24
• 4.1.3 線性定常系統(tǒng)的可控性和可觀性24-25
• 4.2 本章小結(jié)25
• 5 模糊邏輯控制器的設(shè)計(jì)25-31
• 5.1 模糊控制器的結(jié)構(gòu)25
• 5.2 論域、量化因子、比例因子的選擇25-26
• 5.2.1 論域及基本論域25-26
• 5.2.2 量化因子及比例因子的選擇26
• 5.3 模糊規(guī)則的選取26-29
• 5.3.1 選擇描述輸入和輸出變量的詞集27
• 5.3.2 定義各模糊變量的模糊子集27-28
• 5.3.3 確定模糊變量的賦值表28
• 5.3.4 輸入量和輸出量的模糊化28
• 5.3.5 建立模糊控制器模糊控制規(guī)則28-29
• 5.4 模糊判決29
• 5.5 建立模糊控制表29-30
• 5.6 模糊控制器在MATLAB模糊邏輯工具箱的實(shí)現(xiàn)30-31
• 5.6.1 定義輸入輸出變量30
• 5.6.2 定義模糊變量隸屬函數(shù)30
• 5.6.3 定義模糊控制規(guī)則30-31
• 5.6.4 輸出預(yù)覽31
• 5.7 本章小結(jié)31
• 6 PID控制器設(shè)計(jì)31-32
• 6.1 PID控制原理32
• 6.2 PID的參數(shù)整定32
• 6.3 本章小結(jié)32
• 7 模糊PID控制器的設(shè)計(jì)32-35
• 7.1 模糊控制器的算法設(shè)計(jì)33-34
• 7.1.1 輸入輸出變量的確立33
• 7.1.2 輸入、輸出變量的模糊語(yǔ)言描述33
• 7.1.3 模糊控制規(guī)則的語(yǔ)言描述33-34
• 7.2 模糊控制器的編輯34
• 7.3 PID控制器的確立34
• 7.4 控制策略的計(jì)算機(jī)仿真34-35
• 7.5 本章小結(jié)35
• 8 懸架仿真模型的建立35-37
• 8.1 懸架系統(tǒng)仿真模型35-36
• 8.1.1 懸架模型35-36
• 8.1.2 懸架系統(tǒng)整體仿真模型36
• 8.2 本章小結(jié)36-37
• 9 仿真結(jié)果分析37-42
• 10 結(jié)束語(yǔ)42-43
• 參考文獻(xiàn)43-46
• 英文摘要46-47
• 致謝47

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 閔運(yùn)東;洪家娣;;半主動(dòng)空氣懸架最優(yōu)控制[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2008年04期

2 張紅新;朱思洪;;主動(dòng)座椅懸架電磁作動(dòng)器仿真研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2008年04期

3 周力;殷小霖;;關(guān)于車輛電控懸架系統(tǒng)的研究[J];上海汽車;2007年06期

4 周力;殷小霖;;關(guān)于車輛電控懸架系統(tǒng)的研究[J];專用汽車;2007年06期

5 朱大林;唐瑞;詹騰;丁昌鵬;;隨機(jī)激勵(lì)下四自由度機(jī)床隔振系統(tǒng)的主動(dòng)控制研究[J];三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年02期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐麗娟;汽車主動(dòng)懸架振動(dòng)控制方法的研究與效果分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 朱華;半主動(dòng)懸架車輛平順性建模與聯(lián)合仿真研究[D];浙江大學(xué);2010年

3 趙鑫;基于懸架阻尼調(diào)節(jié)的輕型車側(cè)傾控制研究[D];吉林大學(xué);2011年

4 蘇泉;空氣懸架結(jié)構(gòu)優(yōu)化及最優(yōu)控制研究[D];武漢理工大學(xué);2005年

5 陸優(yōu);汽車主動(dòng)懸架系統(tǒng)控制策略研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

6 高益財(cái);基于DSP的半主動(dòng)懸架模糊控制器的研究與開發(fā)[D];西華大學(xué);2007年

7 谷明起;輕型車半主動(dòng)懸架蟻群PI姿態(tài)控制算法的研究[D];吉林大學(xué);2007年

8 楊靜;汽車可調(diào)減振器及車輛橫擺姿態(tài)免疫PID控制研究[D];吉林大學(xué);2007年

9 張慧鵬;基于模糊理論的車輛主動(dòng)懸架控制策略與仿真研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2007年

10 勞毅仁;汽車主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：汽車主動(dòng)懸架控制策略與仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：310444