本文關(guān)鍵詞：半主動懸架的車輛側(cè)傾分析和控制

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【摘要】：隨著高速公路里程及乘用車數(shù)量的快速增長,道路安全事故呈不斷上升的趨勢,尤其側(cè)傾穩(wěn)定性低的車輛易在高速行駛情況下發(fā)生側(cè)翻,帶來很大的人身威脅和財產(chǎn)損失,引起了人們的極大關(guān)注和重視,因此人們對車輛的行駛平順性能及側(cè)傾穩(wěn)定性能提出了更高的要求。根據(jù)路況和車輛行駛狀態(tài)進(jìn)行實時控制的主動懸架不僅可以提高車輛行駛平順性、乘坐舒適性,又能加強(qiáng)側(cè)傾穩(wěn)定性,增大車輛運行安全性。但鑒于主動懸架復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及昂貴的成本和被動懸架性能的不足,在被動懸架的基礎(chǔ)上并聯(lián)減振器的半主動懸架成為研究的方向之一。磁流變阻尼器可以通過輸入一定的電流,結(jié)合路面輸入、車況及好的控制方法,以毫秒級的響應(yīng)產(chǎn)生期望的阻尼力實現(xiàn)最優(yōu)阻尼調(diào)節(jié),達(dá)到良好的減振效果。因此磁流變阻尼器作為半主動懸架減振器的主要結(jié)構(gòu)形式是目前研究的熱點之一。本文選用磁流變阻尼器半主動懸架為研究對象,首先建立了磁流變阻尼力的Bouc-Wen模型、隨機(jī)路面激勵模型、1/2車被動及半主動懸架模型。其次選擇了兩種經(jīng)典的控制算法,模糊PID控制及最優(yōu)控制。模糊PID控制是以半車車身側(cè)傾角加速度誤差及誤差變化率為單一輸出反饋變量,建立模糊控制和PID控制的復(fù)合控制器,并進(jìn)行參數(shù)的整定及優(yōu)化。最優(yōu)控制以車身側(cè)傾角、質(zhì)心加速度等六個輸出變量為控制目標(biāo),針對半主動懸架模型進(jìn)行最優(yōu)控制器的設(shè)計及增益矩陣的計算。最后在Matlab/Simulink仿真軟件中搭建半主動懸架模型及控制系統(tǒng)的仿真模型,并在不同行駛車速條件下、不同等級隨機(jī)路面輸入進(jìn)行性能仿真和對比分析。仿真結(jié)果表明,具有最優(yōu)控制策略的磁流變阻尼器半主動懸架對于由于行駛車速及路面輸入引起的車輛垂直方向振動及側(cè)傾運動有一定的改善,可以在一定程度上減小車輛側(cè)傾角加速度,有助于增大車輛側(cè)傾穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：半主動懸架 側(cè)傾 模糊PID控制 最優(yōu)控制
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.33
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-13
• 1.1 問題的提出7
• 1.2 懸架系統(tǒng)概述7-10
• 1.2.1 懸架系統(tǒng)分類7-9
• 1.2.2 磁流變阻尼器半主動懸架概述9-10
• 1.3 車輛防側(cè)傾控制概述10-11
• 1.3.1 側(cè)傾的危害性10
• 1.3.2 側(cè)傾控制研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 存在的問題及展望11-12
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容12-13
• 2 磁流變阻尼器建模及分析13-22
• 2.1 磁流變液工作原理13-14
• 2.1.1 組成與成分13
• 2.1.2 流變機(jī)理13-14
• 2.2 磁流變阻尼器及工作模式14-15
• 2.2.1 基本結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2.2 工作模式15
• 2.3 磁流變阻尼器模型及仿真15-21
• 2.3.1 電磁電路模型15-16
• 2.3.2 力學(xué)模型16-17
• 2.3.3 仿真模型17-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 路面激勵和車輛懸架模型的建立22-34
• 3.1 隨機(jī)路面激勵模型22-26
• 3.1.1 隨機(jī)路面不平度22-23
• 3.1.2 空間譜密度轉(zhuǎn)時間譜密度23-25
• 3.1.3 隨機(jī)路面激勵模型仿真25-26
• 3.2 四自由度橫向1/2車被動懸架模型26-30
• 3.2.1 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型26-27
• 3.2.2 系統(tǒng)評價指標(biāo)27
• 3.2.3 系統(tǒng)仿真模型27-28
• 3.2.4 基于半車被動懸架的仿真28-30
• 3.3 四自由度橫向1/2車半主動懸架模型30-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 4 半主動懸架控制算法研究34-49
• 4.1 模糊PID控制34-39
• 4.1.1 PID控制原理34-35
• 4.1.2 模糊算法及規(guī)則35-37
• 4.1.3 復(fù)合控制器設(shè)計37-39
• 4.2 最優(yōu)控制39-42
• 4.2.1 最優(yōu)控制器原理39-40
• 4.2.2 隨機(jī)最優(yōu)控制的求解40-41
• 4.2.3 控制器設(shè)計41-42
• 4.3 不同控制的仿真分析42-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 5 基于Carsim的車輛側(cè)傾仿真研究49-58
• 5.1 半主動懸架三態(tài)阻尼控制策略49-50
• 5.1.1 磁流變阻尼器逆模型49-50
• 5.1.2 三態(tài)阻尼控制原理50
• 5.2 仿真工況50-51
• 5.2.1 魚鉤試驗工況51
• 5.2.2 雙移線試驗工況51
• 5.2.3 其他評價工況51
• 5.3 基于Carsim的車輛側(cè)傾模型51-54
• 5.3.1 懸架模型52-53
• 5.3.2 轉(zhuǎn)向模型53
• 5.3.3 輪胎模型53
• 5.3.4 制動模型53-54
• 5.4 不同工況下仿真研究54-57
• 5.4.1 魚鉤試驗工況55-57
• 5.4.2 雙移線試驗工況57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62-63
• 致謝63-64

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