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以1/4悬架为单元的越野车分层独立建模与控制
| 论文题名： | 以1/4悬架为单元的越野车分层独立建模与控制 |
| 关键词： | 越野车;1/4悬架;分层独立模型;控制方法;模拟仿真;振动特性 |
| 摘要： | 悬挂系统的主要目的是提高车辆的行驶平稳性和乘坐舒适性。提高整车振动特性研究的主要途径是构建一个新的悬架类型和加快减振速度。近年来，随着计算机技术和控制技术的发展，主动悬架的方法也日益发展成熟。主动悬架可以解决行驶平稳性和乘坐舒适性之间的矛盾。车辆的实时控制采用主动悬架，以达到最佳的性能。 在本文中，考虑了越野车的实际行驶路况。采用了包括路面垂向和侧向激励的十四自由度传统车辆模型。十四个自由度包括四个轮系的垂向和侧向运动、车身质心处垂向运动、车身质心处的侧向运动、车身质心处的俯仰角、横摇角和侧倾角运动以及驾驶员系统的垂向运动。考虑在实际应用中主动悬架的主要控制目标是垂向方向，侧向振动将作为不受控制的单元。根据实际要求，采用模糊控制方法对主动悬架进行控制。 为了提高越野车的乘坐舒适性和行驶平稳性，提出了以1/4悬架为基础的分层独立模型和控制方法。基于中心控制层和底层的控制目标，建立了车辆模型与四分之一悬架的耦合关系。利用MATLAB软件中的Simulink模块分别建立了十四自由度传统车辆模型和采用分层独立模型和控制的整体仿真模块。对十四自由度传统车辆模型和采用分层独立模型和控制的整体仿真模块的仿真结果进行了比较。分别对车身垂向加速度、侧向加速度、俯仰角加速度、横摆角加速度、侧倾角加速度、四个轮系悬架加速度、四个轮系悬架动行驶、四个轮系轮胎变形和垂直加速度分别进行了分析。比较结果表明，分层独立控制的垂直振动有明显改善，与传统的整车控制相比：垂向，俯仰角和侧倾角加速度的最大值分别减少了29％，71%和50%；轮1到轮4悬架系统的簧载质量垂向加速度最大值分别减少了50%、22.4%、50%和20%。此外，轮1到轮4的悬架垂向动行程最大值分别下降了25%，60%，33%和-30%；驾驶员系统的垂向加速度最大值减少了33%。考虑所建立的模型侧向方向处于无控状态，所以侧向和横摆角方向的振动没有得到改善。 总之，采用分层独立建模和控制方法，1/4悬架系统的控制变量减少，使控制系统的在线计算时间减少，采样频率增加。因此，针对路面激励实施详尽控制，从而有效提高越野车的乘坐舒适性和行驶平稳性。 |
| 作者： | 王惠敏 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张翔;吴龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 福建农林大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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