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原文传递油气悬挂减振系统动力学研究

论文题名：	油气悬挂减振系统动力学研究
关键词：	油气悬挂;PID控制;模糊控制;减振系统;阻尼特性;动力学模型
摘要：	随着科学技术以及现代汽车工业的发展，油气悬挂系统因其良好的减振性能被广泛地应用在军事坦克、挖掘机、重型起重机、高级轿车等领域。悬挂性能的好坏直接影响车辆的机动性、安全性以及乘坐舒适性，因此研究如何提高油气悬挂系统的性能是很有必要的。油气悬挂减振系统集弹性元件与阻尼元件于一体，不需要单独安装减振器，并且其单位储能量大，尺寸相对较小，能够比较方便地布置在车辆中。此外，相对于传统悬挂系统，现代油气悬挂系统具有良好的非线性阻尼与刚度特性，使得车辆在行驶过程中安全性和舒适性有了很大的提高。本文以双气室油气悬挂为研究对象，分析油气弹簧活塞杆在不同激励下的受力情况，利用Matlab/Simulink仿真模块对油气悬挂阻尼和刚度的非线性特性进行深入研究；建立被动悬挂模型，在三种不同控制策略基础上设计出主动油气悬挂，并对其性能进行对比分析，得出结论。具体工作内容如下：　　1.油气悬挂系统建模及其仿真分析。根据油气悬挂系统中油气弹簧的工作原理，建立油气弹簧非线性数学模型，推导出活塞杆受力的非线性数学表达式；在路面输入激励分别为滤波白噪声A级、B级以及正弦信号时，对油气悬挂系统中活塞杆的受力状况进行仿真研究。　　2.油气悬挂系统参数优化及动力学仿真。研究分析油气弹簧的刚度和阻尼特性，通过优化悬挂系统的结构参数对两种特性进行线性化处理；建立二自由度1/4车体的动力学模型，在不同的路面输入激励下，对油气悬挂系统进行线性化和非线性化的模拟仿真。　　3.油气悬挂系统主动控制器的设计。详细介绍了PID控制、模糊控制的理论知识，并且设计PID控制器、模糊控制器和模糊-PID控制器的三种主动控制器。　　4.主动控制油气悬挂仿真研究。在输入激励分别为滤波白噪声 A级、B级和正弦信号时，从悬挂动挠度、车轮动载荷和车体质心加速度等三个方面对主动控制悬挂和被动悬挂进行仿真对比。结果表明，主动控制悬挂在车轮动载荷和车体质心加速度等性能方面均有较大提升。
作者：	史忠校
专业：	机械工程
导师：	吴艳红
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文