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原文传递互联空气悬架模式切换及自适应行为博弈阻尼控制研究

论文题名：	互联空气悬架模式切换及自适应行为博弈阻尼控制研究
关键词：	互联空气悬架;模式切换策略;自适应行为博弈;阻尼控制;车辆平顺性;操纵稳定性
摘要：	互联空气悬架是以传统空气悬架为基础开发出的新型悬架结构，通过联通车身四角处相邻的空气弹簧气室，使车辆具备良好的隔振消扭能力。互联空气悬架不仅可以实现传统空气悬架的阻尼系数调节功能，还可以通过开闭管路电磁阀进行多种互联模式的切换，以达到悬架刚度可调的目的。互联空气悬架通过改变悬架的刚度与阻尼，弥补被动悬架车辆平顺性和操纵稳定性相互矛盾的缺陷，拓宽了空气悬架的性能维度。然而不同的互联模式与阻尼系数对车辆动态性能造成的影响不同，在不同的车况下切换到最佳互联模式并配以最优的阻尼系数可以充分发挥互联空气悬架系统的优势，实现平顺性与操纵稳定性之间的矛盾冲突协调。本文围绕互联空气悬架车辆互联模式切换及可调阻尼减振器阻尼系数控制进行研究，基于经台架试验验证的Simulink/veDYNA联合仿真模型进行性能仿真分析，设计出包含互联模式切换策略与自适应行为博弈阻尼控制的控制系统，协调了车辆动态性能矛盾，为提升互联空气悬架车辆动力学性能提供参考。论文主要研究内容如下：　　（1）互联空气悬架整车仿真模型建立。对可进行四种互联模式切换的空气悬架系统进行结构介绍及工作原理分析。基于动力学理论、气体流动逻辑建立包含空气弹簧、互联管路的互联空气弹簧模型；分析可调阻尼减振器工作原理及特性，得到电流与阻尼系数关系构建出数学模型；建立互联空气悬架多自由度整车动力学Simulink/veDYNA仿真模型，并利用白噪声法重构仿真软件路面激励，为后续悬架性能分析及控制系统设计提供仿真模型基础。　　（2）互联空气悬架整车仿真模型验证。分别对试验台车、传感器、信息采集系统、道路模拟试验台及悬架控制器进行选择和设计，基于四通道轮胎耦合道路模拟系统搭建具备互联模式切换及阻尼系数可调的互联空气悬架台车试验平台。将基于台车试验平台得到的试验数据与动力学软件仿真数据做对比，验证了所建整车模型的准确性。　　（3）互联空气悬架车辆平顺性和操纵稳定性分析。在悬架平顺性和操纵稳定性评价指标分析的基础上对综合评价指标进行设计，基于整车动力学模型进行不同车速下直行与转向两种工况的互联空气悬架车辆性能仿真，探寻不同互联模式对车辆平顺性与操纵稳定性的影响及内在矛盾规律，解析互联空气悬架系统的控制需求，分析博弈算法在协调性能矛盾上的优势，为后续控制系统设计奠定理论基础。　　（4）互联空气悬架控制系统设计及验证。针对互联模式切换及可调阻尼减振器控制问题进行控制系统总体设计，根据平顺性与操纵稳定性综合评价指标曲线变化规律设计出互联模式切换策略，实现互联空气悬架在不同工况下切换到最佳互联模式。运用模糊聚类算法形成平顺性与操稳性局中人策略集，基于建立的自适应行为规则进行自适应行为博弈求解，输出最优阻尼系数。经仿真验证，设计出的互联空气悬架控制系统可以很好地协调车辆平顺性和操纵稳定性之间的矛盾，实现整车综合性能的改善。
作者：	林勇
专业：	交通运输工程
导师：	孙丽琴
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2021