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基于磁流变阻尼器的半主动悬架与ABS的协调控制
| 论文题名： | 基于磁流变阻尼器的半主动悬架与ABS的协调控制 |
| 关键词： | 汽车工程;半主动悬架;防抱死制动系统;协调控制;磁流变阻尼器 |
| 摘要： | 汽车制动时，由于制动减速度的存在，产生动载荷转移，车身沿汽车前进方向的前、后俯仰运动，将引起轮胎垂直载荷的变化;汽车悬架系统沿垂直方向的振动，将产生轮胎的垂直动载荷，也将影响地面对轮胎的法向反力，从而影响汽车制动过程及ABS的控制调节。且由于制动惯性的存在，引起车身纵向俯仰运动，影响汽车悬架系统的控制与调节。在整个制动过程中，两系统相互作用，相互影响，相互制约。 为了简化分析，通常人们习惯把悬架系统和制动系统的研究相对独立开来，这样存在不足。因此，本文通过分析制动系统与悬架系统之间的耦合运动关系，建立制动系统和悬架系统的协调控制模型并提出相应的协调控制算法和策略。论文主要的研究工作包括以下内容: 首先，建立了基于滑移率的ABS仿真模型，包括制动器模型、轮胎旋转运动模型、Pacejka轮胎制动模型和车辆模型，并对ABS采用Bang-Bang控制、PID控制和模糊控制三种控制算法的设计及仿真对比研究，结果显示模糊控制下的ABS制动系统能以最少的时间、最短的距离进行制动，汽车的制动安全性能得以保障。 其次，分析了磁流变阻尼器的工作模型和滞回特性，对磁流变阻尼器的研究现状作了概述，并且比较了应用比较广泛的磁流变阻尼器的正逆模型。确定了本文所要采用的模型是常用的修正的Bouc-Wen模型，对该模型进行了力学模型建模并进行仿真比较，仿真结果表明该模型能较好地反映出磁流变的流变机理和时滞现象。 另外采用拉格朗日法建立了半主动悬架的数学模型，并阐述了评价车辆悬架系统性能的主要性能指标间相互的制约关系;对悬架系统设计了PID控制器和模糊PID控制器，并与被动悬架进行了对比分析。仿真结果表明，采用PID控制和模糊PID控制之后的半主动悬架系统的各项性能指标都有明显的提高，且模糊PID控制器的效果更好。 最后，建立两个子系统的关联模型，在两个子系统单独控制的基础上，增加一个协调控制器。将基于模糊控制的ABS与基于模糊PID控制的磁流变半主动悬架相结合进行协调控制，通过协调控制器实现对ABS控制过程的调节。仿真结果表明，协调控制不仅能有效消除悬架控制对制动系统带来的不利影响，使汽车获得最佳的制动性能，同时也改善了悬架系统的性能。 |
| 作者： | 吴西 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 赵强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北林业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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