本文關(guān)鍵詞：基于AMESim的EHA主動懸架建模與控制研究

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【摘要】：車輛懸架系統(tǒng)主要有三項評價指標:車體垂直加速度、懸架動撓度和輪胎動載荷。它們分別為乘坐舒適性指標、懸架彈簧壽命指標和輪胎抓地力指標。懸架系統(tǒng)的設計通常需要兼顧各項指標,但是被動懸架一旦設計成型其參數(shù)就固定不變,很難完全兼顧各種路面和多種駕駛需要,這就從本質(zhì)上造成被動懸架性能指標之間的矛盾。近些年興起的主動懸架作為一種先進的懸架技術(shù),能夠根據(jù)實時路況控制作動器輸出作用力,使車輛處于最佳狀態(tài)。首先研究路面模型作為車輛懸架外部激勵產(chǎn)生的影響。通過系統(tǒng)建模與仿真軟件AMESim建立了隨機信號的等級路面模型以及階躍、正弦、方波等確定信號的特殊路面模型,并在時域內(nèi)進行仿真。本文研究被動懸架、半主動懸架和主動懸架的一般組成和工作原理,建立了1/4車的主動/被動懸架系統(tǒng)動力學模型。接著對主動懸架的EHA作動系統(tǒng)進行研究,根據(jù)直流無刷電機的工作原理建立簡化等效模型,以及泵-液壓缸系統(tǒng)模型,綜合二者即得到EHA作動系統(tǒng)模型。對EHA作動系統(tǒng)進行仿真,研究系統(tǒng)響應和誤差。由EHA模型結(jié)合主動懸架模型即得到EHA主動懸架系統(tǒng)的完整模型。主動懸架的控制算法決定其最終性能。本文著重研究天棚阻尼控制模型、地棚阻尼控制模型和PID控制模型。通過AMESim與Simulink對各控制算法在不同路面激勵下進行聯(lián)合仿真分析。從仿真結(jié)果綜合看,各種控制算法的主動懸架對比被動懸架都提升一項或幾項性能指標,但同時可能會影響其他指標,甚至劣于被動懸架。從算法的復雜性和可行性以及車輛使用等方面考慮,PID控制和天棚阻尼控制都是比較理想的控制算法,可以有效改善懸架系統(tǒng)最重要的性能指標—乘坐舒適性,相比被動懸架分別提升約45.6%和41%;相反,地棚阻尼控制主要改善輪胎動載荷指標,提升約33.8%,但是車身垂直加速度指標只提升了約11.3%。最后設計了1/4車懸架試驗臺,利用一套獨立的作動系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩模擬路面顛簸。區(qū)別于其他文獻常見的凸輪振動臺,本文的設計方案理論上可以產(chǎn)生任何形式的外部激勵,更加有助于懸架性能的研究,同時也使試驗臺整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。通過三維軟件CATIA對不同設計方案進行模擬搭建和優(yōu)化并確定了最終方案。根據(jù)計算分析選取作動器、液壓包等主要實驗器材,規(guī)范試驗臺搭建步驟和注意事項,為后續(xù)研究做好準備。
【關(guān)鍵詞】：主動懸架 AMESim 仿真 EHA系統(tǒng) 試驗臺
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 懸架系統(tǒng)概述9-15
• 1.2.1 被動懸架9-11
• 1.2.2 半主動懸架11-13
• 1.2.3 主動懸架13-15
• 1.3 主動懸架控制策略15-16
• 1.4 主動懸架作動系統(tǒng)16-17
• 1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢17-19
• 1.6 論文主要研究內(nèi)容19-21
• 2 路面和懸架模型21-30
• 2.1 懸架評價指標21-22
• 2.2 路面模型22-26
• 2.3 被動懸架模型26-27
• 2.4 主動懸架模型27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 主動懸架作動系統(tǒng)30-41
• 3.1 EHA系統(tǒng)模型30-33
• 3.2 系統(tǒng)仿真33-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 4 控制策略與仿真分析41-59
• 4.1 天棚阻尼控制41-45
• 4.2 地棚阻尼控制45-48
• 4.3 PID控制48-52
• 4.4 不同控制策略性能對比52-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 5 實驗設計59-67
• 5.1 懸架試驗臺搭建方案59-62
• 5.2 作動系統(tǒng)校核及選型62-64
• 5.3 傳感器選型64-65
• 5.4 搭建步驟及注意事項65-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 6 結(jié)論及展望67-69
• 參考文獻69-72
• 致謝72-73
• 攻讀學位期間的研究成果73

【參考文獻】

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本文編號：912357