本文關(guān)鍵詞：磁流變半主動(dòng)懸架系統(tǒng)及其控制研究

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【摘要】：隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展,人們對(duì)汽車整體性能的要求越來越高,懸架系統(tǒng)作為車輛行駛系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,其性能的好壞直接影響到乘員的舒適性和安全性。傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架雖然能在一定程度上改善汽車的舒適性和操穩(wěn)性,但其結(jié)構(gòu)參數(shù)并不能隨車輛的運(yùn)行狀態(tài)而實(shí)時(shí)改變,這大大限制了它的使用;磁流變半主動(dòng)懸架利用磁流變技術(shù)實(shí)現(xiàn)了減振器阻尼的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),它具有響應(yīng)速度快、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)范圍寬、能量損耗低及結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn),因而成為當(dāng)今智能懸架研究的重點(diǎn),受到了全球汽車生產(chǎn)制造商的青睞。本文采用理論分析和數(shù)值仿真相結(jié)合的方法,對(duì)磁流變減振器的動(dòng)態(tài)特性、半主動(dòng)懸架控制策略及其子系統(tǒng)展開了研究。具體工作可分為以下幾個(gè)方面:(1)對(duì)磁流變減振器的流變機(jī)理、工作模式和力學(xué)模型進(jìn)行了分析。針對(duì)參數(shù)模型及非參數(shù)模型的缺陷不足提出了改進(jìn)型Bouc-Wen模型,而后在Matlab/Simulink中建立減振器的仿真模型并對(duì)其工作性能進(jìn)行分析,結(jié)果表明該模型能較好的反應(yīng)減振器的非線性滯回特性。(2)對(duì)路面不平度數(shù)學(xué)模型及隨機(jī)路面理論進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上得到了基于白噪聲的四輪相關(guān)路面時(shí)域模型;通過對(duì)整車振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了合理簡化,根據(jù)拉格朗日方程,推導(dǎo)出整車七自由度動(dòng)力學(xué)方程,建立了磁流變半主動(dòng)懸架數(shù)學(xué)模型;最后概述了整車系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)并分析了各指標(biāo)對(duì)車輛平順性和操穩(wěn)性的影響。(3)針對(duì)懸架系統(tǒng)非線性結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析了磁流變半主動(dòng)懸架的兩種控制思路。而后基于整體控制思想,提出并研究了模糊控制、模糊PID控制和變論域模糊控制,設(shè)計(jì)了它們各自模糊控制器和模糊控制規(guī)則,并搭建了相應(yīng)控制子系統(tǒng)模型;利用Matlab軟件對(duì)三種控制策略進(jìn)行整車仿真,結(jié)果表明,三種控制策略均是有效的,它們能不同程度的提高整車的舒適性和操縱性,但是變論域模糊控制的整體控制效果更優(yōu)。這為以后磁流變半主動(dòng)懸架的研究和開發(fā)提供了參考和指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：半主動(dòng)懸架 磁流變減振器 數(shù)學(xué)模型 模糊控制 模糊PID控制 變論域模糊控制
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.33;TP273.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 論文選題背景和意義10-11
• 1.2 磁流變半主動(dòng)懸架的發(fā)展及研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國外磁流變懸架的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)磁流變懸架的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 半主動(dòng)懸架系統(tǒng)控制策略研究概況13-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 磁流變減振器工作機(jī)理分析及建模17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 磁流變液及其流變機(jī)理分析17-19
• 2.2.1 磁流變液的組成17-18
• 2.2.2 磁流變液的性能要求18
• 2.2.3 磁流變效應(yīng)及其流變機(jī)理分析18-19
• 2.3 磁流變減振器的工作模式19-21
• 2.4 磁流變減振器的力學(xué)模型21-24
• 2.4.1 參數(shù)化模型21-24
• 2.4.2 非參數(shù)化模型24
• 2.5 磁流變減振器的建模及外特性分析24-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 第3章 半主動(dòng)懸架整車動(dòng)力學(xué)模型的建立27-41
• 3.1 引言27
• 3.2 路面不平度數(shù)學(xué)模型27-30
• 3.2.1 功率譜分析模型27-28
• 3.2.2 時(shí)間序列分析模型28-29
• 3.2.3 小波分析模型29
• 3.2.4 分形分析模型29-30
• 3.3 基于白噪聲隨機(jī)路面不平度的路面模型30-33
• 3.3.1 隨機(jī)路面不平度的數(shù)學(xué)描述30-31
• 3.3.2 隨機(jī)路面輸入模型的建立與仿真31-33
• 3.4 整車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立33-39
• 3.5 整車系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)39-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 磁流變半主動(dòng)懸架控制策略研究41-63
• 4.1 引言41
• 4.2 半主動(dòng)懸架控制思路分析41-42
• 4.3 模糊控制策略研究42-49
• 4.3.1 模糊控制原理42-43
• 4.3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)分析43-44
• 4.3.3 半主動(dòng)懸架系統(tǒng)模糊控制器的設(shè)計(jì)44-48
• 4.3.4 半主動(dòng)懸架系統(tǒng)模糊控制仿真結(jié)果48-49
• 4.4 模糊PID控制策略研究49-54
• 4.4.1 模糊PID控制原理49-50
• 4.4.2 半主動(dòng)懸架模糊PID控制器的設(shè)計(jì)50-53
• 4.4.3 半主動(dòng)懸架模糊PID控制仿真結(jié)果53-54
• 4.5 變論域模糊控制策略研究54-61
• 4.5.1 變論域模糊控制理論54-57
• 4.5.2 變論域模糊控制器的設(shè)計(jì)57-59
• 4.5.3 半主動(dòng)懸架變論域模糊控制仿真結(jié)果59-61
• 4.6 三種控制方法結(jié)果的對(duì)比分析61
• 4.7 本章小結(jié)61-63
• 總結(jié)與展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 附錄A(攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文)70-71
• 致謝71

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