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变刚度和阻尼半主动悬架的建模与仿真
| 论文题名： | 变刚度和阻尼半主动悬架的建模与仿真 |
| 关键词： | 半主动悬架;模糊控制;联合仿真;汽车悬架系统;变论域模糊控制;减振性能 |
| 摘要： | 汽车悬架系统是构成车辆的重要部分之一,与车辆的平顺性、操纵稳定性和行驶安全性等性能息息相关。目前普遍采用的被动悬架系统已不能满足人们对车辆性能日益提高的要求,所以主动悬架和半主动悬架受到人们的重视。然而与主动悬架相比,半主动悬架又具有结构简单、能耗小、成本低和性能接近主动悬架等优点,因此半主动悬架逐渐成为研究的热门领域。 本文在查阅大量半主动悬架相关文献的基础上,分析了半主动悬架系统在国内外的研究和发展现状,明确提出了研究半主动悬架系统的意义。首先以二自由度的半主动悬架模型为参照,阐述了变刚度和阻尼半主动悬架的工作原理,然后建立了变刚度和阻尼半主动悬架系统的四自由度的半车模型和七自由度的整车模型。随后根据模糊控制理论和变论域模糊控制理论,分别设计了相应的模糊控制器和变论域模糊控制器。将四自由度半主动悬架模型在Matlab/Simulink中进行模糊控制和变论域模糊控制作用下的仿真,仿真结果表明:与被动悬架系统相比,变刚度和阻尼半主动悬架显著地降低了车身垂直振动和俯仰振动,且在变论域模糊控制器下的减振效果优于模糊控制器的。七自由度的整车模型在Matlab/Simulink中的控制仿真结果说明:与被动悬架系统相比,变刚度和阻尼半主动悬架系统不仅能够降低车身垂直加速度和俯仰角加速度,而且也有效地减小了车身的侧倾角加速度,且其在变论域模糊控制系统作用下各个加速度值减小更多,车辆平顺性更好。 为了进一步全面详实地研究变刚度和阻尼半主动悬架系统的性能,本文利用Adams/Car软件建立了整车虚拟样机模型,结合Matlab/Simulink软件设计的模糊控制器和变论域模糊控制器进行联合控制仿真分析。联合仿真结果表明:与被动悬架整车模型相比较,在随机路面激励下,变刚度和阻尼半主动悬架整车模型的车身垂直加速度、俯仰角加速度和侧倾角加速度得到了有效地减小,仅车身横摆角加速度有少许增加,且在变论域模糊控制时,车身垂直加速度和侧倾角加速度减小程度更显著;在三角凸块路面激励下,变刚度和阻尼半主动悬架整车模型明显地降低了车身垂直加速度和俯仰角加速度的峰值,且在变论域模糊控制作用下时,车身振动的波动响应时间较短,提高了车辆的平顺性。 本文所有的仿真分析结果都说明了变刚度和阻尼半主动悬架在提高车辆平顺性方面具有优越性,所设计的模糊控制器和变论域模糊控制器是合理、可行的,且变论域模糊控制器的减振控制性能更优。 |
| 作者： | 范方强 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 潘公宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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