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车辆主动惯容调谐悬架关键技术研究
| 论文题名： | 车辆主动惯容调谐悬架关键技术研究 |
| 关键词： | 汽车主动悬架;行星飞轮惯容器;轻量化设计;结构参数;控制策略 |
| 摘要： | 悬架是保证车辆乘坐舒适性和行驶安全性的关键部件。近年来，惯容器等新型元件加入悬架系统，突破了传统悬架设计中的若干局限，成为悬架研究的热点方向之一。针对现有惯容悬架和主动悬架研究中尚存在的一些问题，本文提出主动惯容调谐悬架，并就悬架构型与控制策略、悬架参数优化、惯容器轻量化、非线性因素对悬架性能的影响等方面展开了理论分析和试验研究。论文取得了如下一些进展: 提出一种主动惯容调谐悬架构型和“地棚惯容”控制策略，将电磁式主动悬架、被动惯容调谐悬架、质量调谐悬架三者的优势相结合，同时将作动器的固有惯质纳入惯容器的设计范围，突破了现有技术必须减少作动器惯质影响的瓶颈，解决了被动惯容调谐悬架因非簧载振动能量的引入而导致减振性能下降的问题。通过对主动惯容调谐悬架的理论建模，分析了悬架主要元件参数对悬架性能指标的影响规律。基于对悬架性能指标传递函数H2范数的解析，建立了主动惯容调谐悬架参数优化方法。 针对惯容器轻量化需求，提出一种行星飞轮式滚珠丝杠惯容器新型结构。通过行星齿轮公转和自转的复合运动，大幅提高了惯容器的惯-质比，从而实现了惯容器的轻量化。建立了该结构的参数化模型，分析了结构参数对惯-质比的作用规律，面向最大惯-质比对结构参数进行优化设计。通过理论和试验分析，验证了结构的有效性和模型的正确性。 综合分析行星飞轮和滚珠丝杠中存在的多种非线性因素，建立了行星飞轮式滚珠丝杠惯容器的非线性动力学模型。通过模型参数辨识，正弦和随机输入的频率响应特性分析等，验证了模型的正确性。进而建立了应用行星飞轮式滚珠丝杠惯容器的主动惯容调谐悬架的非线性动力学模型，仿真分析了传动间隙和摩擦等非线性因素对悬架幅频特性的影响方式和敏感程度。 最后设计并制作主动惯容调谐悬架的原理样机，搭建1/4悬架试验台。通过试验验证了主动惯容调谐悬架和“地棚惯容”控制策略的正确性和有效性，验证了行星飞轮惯容器在主动惯容悬架中的实用性。 |
| 作者： | 葛正 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 冯培恩;王维锐 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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