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磁流变半主动悬架系统及其控制研究
| 论文题名： | 磁流变半主动悬架系统及其控制研究 |
| 关键词： | 汽车;半主动悬架;磁流变减振器;数学模型;模糊控制 |
| 摘要： | 随着社会的进步和科技的发展，人们对汽车整体性能的要求越来越高，悬架系统作为车辆行驶系统的一个重要组成部分，其性能的好坏直接影响到乘员的舒适性和安全性。传统的被动悬架虽然能在一定程度上改善汽车的舒适性和操稳性，但其结构参数并不能随车辆的运行状态而实时改变，这大大限制了它的使用;磁流变半主动悬架利用磁流变技术实现了减振器阻尼的实时调节，它具有响应速度快、动态调节范围宽、能量损耗低及结构简单等优点，因而成为当今智能悬架研究的重点，受到了全球汽车生产制造商的青睐。本文采用理论分析和数值仿真相结合的方法，对磁流变减振器的动态特性、半主动悬架控制策略及其子系统展开了研究。具体工作可分为以下几个方面: (1)对磁流变减振器的流变机理、工作模式和力学模型进行了分析。针对参数模型及非参数模型的缺陷不足提出了改进型Bouc-Wen模型，而后在Matlab/Simulink中建立减振器的仿真模型并对其工作性能进行分析，结果表明该模型能较好的反应减振器的非线性滞回特性。 (2)对路面不平度数学模型及随机路面理论进行了分析，在此基础上得到了基于白噪声的四轮相关路面时域模型;通过对整车振动系统进行了合理简化，根据拉格朗日方程，推导出整车七自由度动力学方程，建立了磁流变半主动悬架数学模型;最后概述了整车系统性能评价指标并分析了各指标对车辆平顺性和操稳性的影响。 (3)针对悬架系统非线性结构特点，分析了磁流变半主动悬架的两种控制思路。而后基于整体控制思想，提出并研究了模糊控制、模糊PID控制和变论域模糊控制，设计了它们各自模糊控制器和模糊控制规则，并搭建了相应控制子系统模型;利用Matlab软件对三种控制策略进行整车仿真，结果表明，三种控制策略均是有效的，它们能不同程度的提高整车的舒适性和操纵性，但是变论域模糊控制的整体控制效果更优。这为以后磁流变半主动悬架的研究和开发提供了参考和指导。 |
| 作者： | 黄自豪 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李伟平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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