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基于主动悬架的汽车平顺性与操纵稳定性协调控制
| 论文题名： | 基于主动悬架的汽车平顺性与操纵稳定性协调控制 |
| 关键词： | 主动悬架;汽车平顺性;操纵稳定性;PID控制;模糊控制 |
| 摘要： | 悬架是汽车结构的重要组成部分，悬架系统性能在提高汽车行驶平顺性、乘坐舒适性和操纵稳定性方面影响巨大。主动悬架通过对弹簧刚度和阻尼特性的调节，对汽车不同工况下的平顺性和操纵稳定性进行协调，极大的提升汽车的行驶性能，是未来汽车底盘的发展方向。 本文以国内外主动悬架系统理论和应用研究成果为基础，以不同工况下汽车平顺性和操纵稳定性有效协调为目标。对刚度可调的空气弹簧和阻尼可变减震器电控空气悬架系统控制方法进行研究。主要内容如下： (1)分析了空气弹簧和减震器结构和参数特性，设计了不同工况下的空气弹簧和减震器控制模式。分析了膜式空气弹簧的结构原理和刚度变化特性以及阻尼连续可调的电磁阀控制减震器的结构原理和阻尼特性。针对汽车的行驶工况以及空气弹簧和减震器特性，设计了空气弹簧和减震器控制模式。 (2)建立了主动悬架整车动力学模型，确定了轿车平顺性和操纵稳定性综合评价指标。首先模拟汽车真实的行驶环境，搭建了路面激励模型和轮胎模型。建立了二自由度被动悬架模型，并在Simulink中进行仿真计算。建立了主动悬架二自由度振动模型以及考虑了汽车振动特性和操纵稳定性的整车九自由度模型。基于悬架系统对汽车平顺性和操纵稳定性的影响，建立了电控空气悬架整车平顺性和操纵稳定性的综合评价指标。 (3)建立电控空气悬架PID控制模型。以二自由度主动悬架模型为基础，设计了主动悬架PID控制系统，并进行仿真计算。仿真结果对比表明：PID控制的主动悬架系统在车身垂向加速度和悬架动行程方面均有减小，汽车平顺性得到改善。轮胎动载荷略有增加，但在可控的范围内。 (4)建立基于PID控制和模糊控制相结合的整车平顺性和操纵稳定性协调控制模型。提出了基于PID控制和模糊控制的整车平顺性和操纵稳定性协调控制方法，来改善汽车的平顺性和转弯时的操纵稳定性。在整车9自由度模型中对平顺性和操纵稳定性协调控制进行仿真验证。结果表明:采用协调控制汽车主动悬架的汽车在整车平顺性和操纵稳定性方面均有提升。 |
| 作者： | 曾亮铭 |
| 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： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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