基于AMEsim和SIMULINK的半主動懸架建模及模糊控制研究
發(fā)布時間：2021-08-21 05:59
傳統的被動懸架基于特定的工況設計而成,一旦設計完成參數無法改變,極大地限制了懸架系統對不同路面條件和不同運行工況的適應能力。阻尼可調半主動懸架以其性能優(yōu)良、成本低廉等優(yōu)點而成為研究熱點。本文基于普通雙筒減震器和模糊控制原理,針對阻尼可調的半主動懸架和懸架模糊控制策略展開研究。論文主要內容如下:（1）以某車型為研究對象,分析其被動減震器結構和工作原理,推導了減震器數學模型。在動力學軟件AMEsim中建立減震器動力學仿真模型,并通過性能試驗驗證仿真模型的正確性。然后基于所建立的被動減震器動力學模型,對減震器結構進行改進,得到了一種節(jié)流口開度可調的半主動減震器,并建立了半主動減震器動力學仿真模型,仿真結果表明減震器阻尼力隨節(jié)流口開度有效變化。（2）基于動力學軟件AMEsim分別建立了配有被動減震器和半主動減震器的整車15自由度動力學仿真模型。（3）根據模糊控制原理,針對該車型設計了半主動懸架傳統模糊控制策略,并在傳統模糊控制策略基礎上,設計了變論域模糊控制策略。通過MATLAB/SIMULINK搭建了兩種控制策略的控制器模型。（4）針對B級隨機路面、脈沖路面、階躍轉向和加速-制動四種工況,進...
【文章來源】：河北工業(yè)大學天津市 211工程院校
【文章頁數】：79 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
整車懸架系統
基于AMEsim和SIMULINK的半主動懸架建模及模糊控制研究10圖2.1AMEsim操作主界面2.2被動減震器數學建模當前大部分汽車的被動懸架系統采用了筒式減震器，其中能夠在壓縮行程和復原行程中都起減震作用的稱為雙向作用筒式減震器，即雙筒減震器。減震器內部結構復雜，包含多個閥系結構，各閥系結構共同作用實現減震效果[33-34]。本節(jié)針對普通雙筒減震器的結構和原理進行分析，推導了減震器數學模型，為減震器AMEsim建模提供理論依據。2.2.1被動減震器結構及工作原理分析被動雙筒減振器的主要組成結構有活塞總成、活塞桿、底閥總成、工作缸、儲油缸等。工作缸分為上腔和下腔，分別為活塞上下兩端的腔室。在活塞總成上設有流通閥和復原閥，而底閥上則設有壓縮閥和補償閥。一般情況下，補償閥及流通閥的開閥壓力相對較小，可以看作單向閥，即當閥的兩端存在使得閥打開的壓力差時，流通閥和補償閥便會開啟；當閥兩端的壓力差的方向為使閥關閉的方向時，流通閥和補償閥便會緊閉。復原閥與壓縮閥則是兩個溢流閥，減震器不工作時，閥在彈簧產生的預緊力作用下關閉；減震器工作時，當閥片兩端的壓力差的作用方向為開閥方向，且該力值高于預緊力時，閥開啟，反之，閥關閉。在工作缸中會充入工作油液，儲油腔內還會打入低壓氮氣。雙筒減震器結構如圖2.2所示，活塞總成和底閥總成的結構圖如圖2.3所示。
基于AMEsim和SIMULINK的半主動懸架建模及模糊控制研究12閥系的節(jié)流作用共同產生了阻尼力。（二）壓縮行程在壓縮行程中，活塞相對于工作缸向下運動，造成工作缸下腔的封閉容積減小，上腔的封閉容積變大，導致下腔中工作油液壓力升高，上腔中工作油液壓力降低，致使復原閥和補償閥關閉。與拉伸行程原理類似，由于活塞桿占據了工作缸上腔的部分容積，導致下腔排出的工作油液體積大于上腔容積的增大量，因此下腔中的部分工作油液會流經底閥系回到儲油缸。當活塞低頻運動時，作用在壓縮閥兩端的壓力差不足以克服彈簧預緊力，壓縮閥關閉，工作油液流經底閥常通孔、壓縮閥常通孔，由下腔流回儲油缸。而當活塞高頻運動時，作用于壓縮閥的壓力大于其開閥壓力，壓縮閥開啟，工作油液經壓縮閥進入儲油缸。在壓縮過程中，各閥系的節(jié)流作用為減震器提供了壓縮行程的阻尼力。圖2.4拉伸行程原理圖2.5壓縮行程原理
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種汽車磁流變半主動懸架的研制[J]. 寇發(fā)榮,范養(yǎng)強,劉攀,張冬冬. 機械設計與制造. 2017(12)
[2]車輛懸架系統及其性能評價綜述[J]. 張俊紅,洪劉生,楊文釗,郭鵬,He Zhenpeng. 機械設計與研究. 2015(06)
[3]車輛懸架聯合反饋半主動控制算法[J]. 張進秋,張磊,彭志召,蔣磊,王興野. 汽車工程. 2015(09)
[4]可變容積附加氣室空氣懸架的參數優(yōu)化與控制[J]. 李仲興,琚龍玉,江洪,黃定師. 汽車工程. 2015(08)
[5]基于電磁閥減振器的1/4車輛半主動懸架非線性控制[J]. 楊柳青,陳無畏,高振剛,陳一鍇. 農業(yè)機械學報. 2014(04)
[6]磁流變減振器建模與試驗[J]. 馬然,朱思洪,梁林,TALPUR Mashooque Ali. 機械工程學報. 2014(04)
[7]車輛半主動懸架粒子群模糊混合控制策略[J]. 嚴天一,閆海敬,侯兆萌,王玉林,張魯鄒,陳煥明. 農業(yè)機械學報. 2013(08)
[8]裝甲車輛磁流變半主動懸架變論域模糊控制[J]. 劉非,李以農,鄭玲. 汽車工程. 2013(08)
[9]基于最優(yōu)控制和模糊控制的半主動懸架仿真研究[J]. 顧海明,趙桂范,楊佳璘,曹建驍,青坷. 機械設計與制造. 2013(06)
[10]基于AMESim雙筒疊加閥片式充氣減振器建模與仿真[J]. 馬天飛,崔澤飛,張敏敏. 機械工程學報. 2013(12)
博士論文
[1]阻尼連續(xù)可調油氣懸架及其控制技術研究[D]. 任宏斌.北京理工大學 2016
[2]基于電動輪汽車的制動踏板行程模擬器及制動平順性研究[D]. 鄭竹安.吉林大學 2013
[3]車輛主動懸架集成控制策略研究[D]. 于顯利.吉林大學 2010
[4]基于IPSO-BP網絡的汽車半主動懸架控制算法研究[D]. 胡慶玉.吉林大學 2010
[5]自適應單神經元智能控制策略及其在汽車主動懸架中的應用研究[D]. 金耀.湖南大學 2007
碩士論文
[1]磁流變半主動懸架系統控制策略的研究[D]. 王國敬.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[2]一種車用主動懸架裝置及其控制策略研究[D]. 李航.吉林大學 2013
[3]汽車電控半主動懸架的混合仿真[D]. 羅浩銘.西南交通大學 2012
[4]電控懸架的硬件在環(huán)仿真研究[D]. 房程程.西南交通大學 2011
[5]汽車半主動懸架的模糊PID控制研究[D]. 曾潔如.湖南大學 2010
[6]基于ADAMS和MATLAB的汽車主動懸架聯合仿真研究[D]. 王曉蓮.吉林大學 2009
[7]磁流變減振器半主動懸架控制仿真及試驗研究[D]. 王祺明.合肥工業(yè)大學 2009
本文編號：3355019
【文章來源】：河北工業(yè)大學天津市 211工程院校
【文章頁數】：79 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
整車懸架系統
基于AMEsim和SIMULINK的半主動懸架建模及模糊控制研究10圖2.1AMEsim操作主界面2.2被動減震器數學建模當前大部分汽車的被動懸架系統采用了筒式減震器，其中能夠在壓縮行程和復原行程中都起減震作用的稱為雙向作用筒式減震器，即雙筒減震器。減震器內部結構復雜，包含多個閥系結構，各閥系結構共同作用實現減震效果[33-34]。本節(jié)針對普通雙筒減震器的結構和原理進行分析，推導了減震器數學模型，為減震器AMEsim建模提供理論依據。2.2.1被動減震器結構及工作原理分析被動雙筒減振器的主要組成結構有活塞總成、活塞桿、底閥總成、工作缸、儲油缸等。工作缸分為上腔和下腔，分別為活塞上下兩端的腔室。在活塞總成上設有流通閥和復原閥，而底閥上則設有壓縮閥和補償閥。一般情況下，補償閥及流通閥的開閥壓力相對較小，可以看作單向閥，即當閥的兩端存在使得閥打開的壓力差時，流通閥和補償閥便會開啟；當閥兩端的壓力差的方向為使閥關閉的方向時，流通閥和補償閥便會緊閉。復原閥與壓縮閥則是兩個溢流閥，減震器不工作時，閥在彈簧產生的預緊力作用下關閉；減震器工作時，當閥片兩端的壓力差的作用方向為開閥方向，且該力值高于預緊力時，閥開啟，反之，閥關閉。在工作缸中會充入工作油液，儲油腔內還會打入低壓氮氣。雙筒減震器結構如圖2.2所示，活塞總成和底閥總成的結構圖如圖2.3所示。
基于AMEsim和SIMULINK的半主動懸架建模及模糊控制研究12閥系的節(jié)流作用共同產生了阻尼力。（二）壓縮行程在壓縮行程中，活塞相對于工作缸向下運動，造成工作缸下腔的封閉容積減小，上腔的封閉容積變大，導致下腔中工作油液壓力升高，上腔中工作油液壓力降低，致使復原閥和補償閥關閉。與拉伸行程原理類似，由于活塞桿占據了工作缸上腔的部分容積，導致下腔排出的工作油液體積大于上腔容積的增大量，因此下腔中的部分工作油液會流經底閥系回到儲油缸。當活塞低頻運動時，作用在壓縮閥兩端的壓力差不足以克服彈簧預緊力，壓縮閥關閉，工作油液流經底閥常通孔、壓縮閥常通孔，由下腔流回儲油缸。而當活塞高頻運動時，作用于壓縮閥的壓力大于其開閥壓力，壓縮閥開啟，工作油液經壓縮閥進入儲油缸。在壓縮過程中，各閥系的節(jié)流作用為減震器提供了壓縮行程的阻尼力。圖2.4拉伸行程原理圖2.5壓縮行程原理
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種汽車磁流變半主動懸架的研制[J]. 寇發(fā)榮,范養(yǎng)強,劉攀,張冬冬. 機械設計與制造. 2017(12)
[2]車輛懸架系統及其性能評價綜述[J]. 張俊紅,洪劉生,楊文釗,郭鵬,He Zhenpeng. 機械設計與研究. 2015(06)
[3]車輛懸架聯合反饋半主動控制算法[J]. 張進秋,張磊,彭志召,蔣磊,王興野. 汽車工程. 2015(09)
[4]可變容積附加氣室空氣懸架的參數優(yōu)化與控制[J]. 李仲興,琚龍玉,江洪,黃定師. 汽車工程. 2015(08)
[5]基于電磁閥減振器的1/4車輛半主動懸架非線性控制[J]. 楊柳青,陳無畏,高振剛,陳一鍇. 農業(yè)機械學報. 2014(04)
[6]磁流變減振器建模與試驗[J]. 馬然,朱思洪,梁林,TALPUR Mashooque Ali. 機械工程學報. 2014(04)
[7]車輛半主動懸架粒子群模糊混合控制策略[J]. 嚴天一,閆海敬,侯兆萌,王玉林,張魯鄒,陳煥明. 農業(yè)機械學報. 2013(08)
[8]裝甲車輛磁流變半主動懸架變論域模糊控制[J]. 劉非,李以農,鄭玲. 汽車工程. 2013(08)
[9]基于最優(yōu)控制和模糊控制的半主動懸架仿真研究[J]. 顧海明,趙桂范,楊佳璘,曹建驍,青坷. 機械設計與制造. 2013(06)
[10]基于AMESim雙筒疊加閥片式充氣減振器建模與仿真[J]. 馬天飛,崔澤飛,張敏敏. 機械工程學報. 2013(12)
博士論文
[1]阻尼連續(xù)可調油氣懸架及其控制技術研究[D]. 任宏斌.北京理工大學 2016
[2]基于電動輪汽車的制動踏板行程模擬器及制動平順性研究[D]. 鄭竹安.吉林大學 2013
[3]車輛主動懸架集成控制策略研究[D]. 于顯利.吉林大學 2010
[4]基于IPSO-BP網絡的汽車半主動懸架控制算法研究[D]. 胡慶玉.吉林大學 2010
[5]自適應單神經元智能控制策略及其在汽車主動懸架中的應用研究[D]. 金耀.湖南大學 2007
碩士論文
[1]磁流變半主動懸架系統控制策略的研究[D]. 王國敬.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[2]一種車用主動懸架裝置及其控制策略研究[D]. 李航.吉林大學 2013
[3]汽車電控半主動懸架的混合仿真[D]. 羅浩銘.西南交通大學 2012
[4]電控懸架的硬件在環(huán)仿真研究[D]. 房程程.西南交通大學 2011
[5]汽車半主動懸架的模糊PID控制研究[D]. 曾潔如.湖南大學 2010
[6]基于ADAMS和MATLAB的汽車主動懸架聯合仿真研究[D]. 王曉蓮.吉林大學 2009
[7]磁流變減振器半主動懸架控制仿真及試驗研究[D]. 王祺明.合肥工業(yè)大學 2009
本文編號：3355019
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