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横向互联空气悬架动态车高调节及追逐式姿态控制研究
| 论文题名： | 横向互联空气悬架动态车高调节及追逐式姿态控制研究 |
| 关键词： | 空气悬架;横向互联;车身高度调节;乘坐舒适性;姿态控制 |
| 摘要： | 现代汽车技术推动了空气悬架的应用与发展，为进一步提升空气悬架性能，在此基础上出现了诸多衍生结构，横向互联空气悬架便属其中之一。横向互联空气悬架，利用气动管路将车辆前、后轴中左右相互独立的空气弹簧连通，当连通的空气弹簧间存在气压差时，其互联结构可保证气体能够自由交换，从而有效改善车辆行驶平顺性。然而空气弹簧的互联结构与传统空气悬架车身高度调节充放气策略有一定的冲突，使得传统车身高度调节在横向互联空气悬架车辆上无法正常工作，但若以牺牲车高调节功能为代价来实现横向互联结构并非明智之举。因此，本文以横向互联空气悬架车辆作为研究对象，对其车高调节策略及调节过程中的车身姿态控制展开研究。 首先，重新设计适用于横向互联空气悬架的车高调节充放气系统，并基于相关理论建立充放气系统中各组成部分的数学模型及整车动力学模型，以确定系统中的可控变量。此外，考虑到路面激励干扰引起的簧下质量位移变化对车高控制会产生影响，结合实际建立准确的四轮路面模型。 其次，在匹配Bilstein减振器一体式空气弹簧可调高度，并设计车高调节模式的基础上，加入控制方法解决单纯开环开关控制易导致的超调及振荡等问题。此外，为保证车高调节过程中车身姿态的稳定，将各控制器功能进行解耦从而提出一种以前轴高度为基础后轴高度追逐前轴高度的追逐式车身姿态控制策略。为验证该追逐式控制策略有效性，基于车辆驻车工况车高调节需求设计前后控制器并进行仿真分析。仿真结果表明：解耦后的各控制器分工明确，很好的满足了车身高度控制精度及车身姿态平稳的要求。 然后，依托某型改装样车搭建横向互联空气悬架整车试验台架，并通过 D2P完成所设计车高调节与追逐式控制策略的刷写。在完成软、硬件设计的基础上，将整车与控制器相连接，并进行静态车高调节试验。试验结果同样显示所设计的追逐式控制策略是有效的，其能够很好的满足车高调节需求。 最后，针对随机干扰下的车高调节需求重新确定系统控制指标，并基于验证过的追逐式控制系统进行前后控制器的设计。考虑到前控制器对系统整体特性有重要影响，通过前期搭建的试验台架验证其在干扰下的实际效果。此外，针对干扰下测量所得的带噪的高度信号直接作为控制输入将对系统造成干扰这一不足，提出以空气弹簧内气体质量偏差作为控制输入，并修改控制器进行仿真分析。仿真结果表明，该控制输入及策略在随机路面干扰下能够很好的满足动态车高调节需求，且保留了车辆悬架的减振性能。 |
| 作者： | 周扬扬 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 江洪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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