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车辆阻尼多模式切换半主动空气悬架系统分析及其优化控制研究
| 论文题名： | 车辆阻尼多模式切换半主动空气悬架系统分析及其优化控制研究 |
| 关键词： | 半主动空气悬架;高速开关电磁阀;多模式切换;阻尼控制 |
| 摘要： | 半主动空气悬架通过实时调节减振器阻尼状态，从而能够有效满足车辆在大范围运行工况下的隔振性能要求，已成为车辆悬架领域的研究热点之一。然而，现有的节流口面积可调式和油液粘度可调式阻尼减振器尽管从功能角度出发，已经能够实现良好的阻尼调节性能，但是从实际应用角度考虑，仍存在成本高、设计复杂以及能耗偏大等问题。据此，本文提出一种基于高速开关电磁阀的车辆新型阻尼多模式切换半主动空气悬架系统，并针对其阻尼调节特性与阻尼控制策略进行分析和研究，以期实现半主动空气悬架系统性能的进一步提升。论文具体研究内容包括以下方面： 首先，完成了车辆新型阻尼多模式切换半主动空气悬架系统的结构设计与模型构建。分析了基于高速开关电磁阀的半主动空气悬架系统结构特征及其工作原理，结合流体力学和空气动力学理论，建立了半主动空气悬架系统数学模型，在此基础上，进一步根据目标车辆参数，确定了空气弹簧刚度、悬架系统最佳阻尼比以及减振器各档位阻尼系数等系统关键参数。 其次，进行了车辆新型阻尼多模式切换半主动空气悬架系统的力学特性仿真与试验验证。基于MATLAB搭建了系统仿真模型，仿真分析了阻尼调节装置关键参数对减振器阻尼特性的影响规律，进而在此基础上，结合前述各档位阻尼系数划分完成了阻尼调节装置主要结构参数的确定。试制了阻尼多模式切换半主动空气悬架系统样机，并进行了样机台架试验，验证了系统力学特性试验结果与仿真的一致性。 再次，实现了车辆新型阻尼多模式切换半主动空气悬架系统的阻尼控制策略设计。在建立车辆二自由度垂向振动模型的基础上，采用模糊神经网络控制算法设计了系统阻尼多模式切换控制策略，制定了系统模糊控制逻辑，完成了基于BP神经网络的模糊控制优化设计，仿真分析了阻尼控制性能，仿真结果表明，基于阻尼多模式切换控制策略的车辆半主动空气悬架系统能够显著提升系统隔振性能。 最后，完成了车辆新型阻尼多模式切换半主动空气悬架系统的阻尼控制性能台架试验，结合dSPACE快速控制原型实现了系统阻尼控制算法，利用单通道液压伺服激振试验台进行了系统台架试验，最终验证了系统阻尼控制策略的有效性。 |
| 作者： | 马瑞 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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