懸架系統(tǒng)的目標(biāo)是改善車輛行駛時(shí)的道路保持性,其設(shè)計(jì)的主要問題是設(shè)計(jì)人員必須處理好相互矛盾的指標(biāo),也就是車輛應(yīng)具有良好的舒適性和操縱性。磁流變阻尼器由于工作輸出范圍大、反應(yīng)時(shí)間快和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是最適合應(yīng)用于半主動(dòng)懸架中的工作元件選擇。所以,建立準(zhǔn)確的模型和設(shè)計(jì)出有效的控制策略對(duì)車輛的半主動(dòng)控制具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。由于磁流變阻尼器的強(qiáng)非線性和遲滯性,為磁流變阻尼器半主動(dòng)懸架的建模和控制策略的設(shè)計(jì)帶來了很大的困難,所以主要針對(duì)這兩個(gè)問題進(jìn)行了建模和數(shù)值分析。對(duì)Lord公司的磁流變阻尼器進(jìn)行了標(biāo)定實(shí)驗(yàn),分析了磁流變阻尼器的非線性和遲滯性。采用物理意義明確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的Dahl模型并進(jìn)行了參數(shù)擬合,隨后驗(yàn)證了所建立參數(shù)化模型的正確性。采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)Dahl模型進(jìn)行了非線性擬合,建立了磁流變阻尼器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆模型并進(jìn)行了數(shù)據(jù)驗(yàn)證和泛化性驗(yàn)證。建立了四分之一半主動(dòng)懸架和被動(dòng)懸架的仿真模型和狀態(tài)空間方程作為研究的基礎(chǔ),采用白噪聲法建立了隨機(jī)路面的時(shí)域模型作為懸架系統(tǒng)的激勵(lì)輸入模型。為磁流變阻尼器半主動(dòng)懸架的最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)提供了理論準(zhǔn)備。選取車身加速度、懸架行車和輪胎變形作為車輛的性能指標(biāo),建... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

懸架結(jié)構(gòu)圖

第1章緒論-3-懸架將車身與車輪分離，將車輛受到的路面顛簸、空氣阻力和制動(dòng)力在部件間進(jìn)行傳遞，為車輛提供良好的乘坐舒適性與穩(wěn)定性。如圖1所示，它一般由轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、減振器、彈性元件組成。影響汽車安全性的主要原因是車輛的行駛情況，所以懸架的作用之一就是保證汽車能夠行駛在路面上，除了保證輪胎與道路的接觸，車輛還需要良好的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)性能，在行駛時(shí)會(huì)有一些不必要的縱向或橫向的加速度，導(dǎo)致駕駛時(shí)感到不舒服，輪胎可能因此失去對(duì)抓地力。另外，輪胎的接觸應(yīng)力都在車輛和道路之間傳遞，這對(duì)行駛時(shí)的安全性帶來不利的影響，尤其對(duì)大噸位的卡車和火車來說，車輛發(fā)生大的振動(dòng)也會(huì)對(duì)路面產(chǎn)生破壞。所以，懸架系統(tǒng)不僅需要吸收路面顛簸帶來的振動(dòng)，給乘客帶來舒適，還需要減少路面與車輛之間的載荷傳遞，還減少對(duì)路面的損壞。彈簧和減振器是懸架系統(tǒng)的重要組成部分，彈簧用來隔離路面與底盤之間的激振，吸收激振能量，減振器是通過機(jī)械或者液體摩擦把能量消耗掉。舒適性與穩(wěn)定性的關(guān)系如圖2所示，當(dāng)彈簧承受載荷并傳遞一個(gè)關(guān)于懸架撓度的力時(shí)，阻尼器就要提供阻尼力將非線性的力抵消掉。所以如果需要提升懸架的舒適性就要使懸架變軟，減小車身的加速度，想要提升懸架的穩(wěn)定性就要使懸架變硬，增強(qiáng)輪胎與地面的保持能力，這兩個(gè)互相矛盾的指標(biāo)是設(shè)計(jì)好懸架的關(guān)鍵。圖2懸架指標(biāo)關(guān)系Fig.2Suspensionindexrelationship懸架系統(tǒng)根據(jù)車輛行駛時(shí)懸架系統(tǒng)的性能分為[2]被動(dòng)懸架、半主動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架，圖3為三種懸架的簡(jiǎn)化模型。乘坐舒適性操作穩(wěn)定性軟阻尼硬阻尼

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-4-（a）被動(dòng)懸架（b）主動(dòng)懸架（c）半主動(dòng)懸架圖3三種懸架的簡(jiǎn)化模型Fig.3Simplifiedmodelofthreesuspensions如圖3（a）所示，被動(dòng)懸架由彈簧和阻尼組成。它的阻尼具有固定的彈簧剛度和阻尼系數(shù)，被動(dòng)懸架簡(jiǎn)單低價(jià)，可以在一定的速度和頻率下提供良好的乘坐舒適性。但它由于自身的局限性，還是有一些缺點(diǎn)，那就是彈簧剛度和阻尼器系數(shù)一旦確定，就無法實(shí)時(shí)的根據(jù)車身情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖3（b）所示，主動(dòng)懸架可以根據(jù)車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、車身參數(shù)和環(huán)境的變化，在線調(diào)節(jié)懸架的阻尼系數(shù)，系統(tǒng)采用作動(dòng)器在外部對(duì)車身施加恢復(fù)力，從而更好地提供舒適性和車輛的可控性。主動(dòng)懸架由執(zhí)行器、控制系統(tǒng)、外部電源等復(fù)雜的設(shè)備組成。作動(dòng)器向系統(tǒng)傳輸能量或者削弱系統(tǒng)的能量，從而輸出力或者力矩減輕車輛的振動(dòng)，需要極高的成本，因此只用于高級(jí)昂貴的車輛。如圖3（c）所示是半主動(dòng)懸架，它結(jié)合了被動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架的優(yōu)點(diǎn)，與被動(dòng)懸架的相似之處是都由彈簧和阻尼組成，只是半主動(dòng)懸架的阻尼是連續(xù)可調(diào)的，多采用磁流變阻尼器，在外加磁場(chǎng)的作用下，懸架的阻尼系數(shù)發(fā)生變化，這使得半主動(dòng)懸架的需要的能量遠(yuǎn)低于主動(dòng)懸架，半主動(dòng)懸架大多數(shù)情況下以毫秒為單位發(fā)生變化，這使半主動(dòng)控制的懸架成為控制簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量動(dòng)力學(xué)性能的理想選擇。與被動(dòng)懸架相比，半主動(dòng)懸架具有更好地平順性和可調(diào)性，與主動(dòng)懸架相比，它更加經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3369243