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发动机磁流变悬置动态特性及控制策略研究
| 论文题名： | 发动机磁流变悬置动态特性及控制策略研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;磁流变半主动悬置;动态特性;控制策略 |
| 摘要： | 发动机工作时产生的振动对汽车的乘坐舒适性影响较大，悬置系统能在一定程度上衰减发动机工作时产生的振动。相较于被动悬置，磁流变半主动悬置动态特性能实现连续可调，能在宽频范围内提升悬置系统隔振性能，因此具有很好的工程应用前景。 本文围绕磁流变悬置动态特性和控制策略两方面内容展开研究，主要工作内容如下： 针对磁流变液的动态特性，首先介绍了磁流变液材料的流变特性，分析了基于流动模式的磁流变悬置的结构设计并在此基础之上阐明了此悬置的工作原理；考虑到磁路对动态特性的影响较大，设计并确定了悬置内部的磁路结构及尺寸大小，采取有限元仿真分析的手段验证设计的磁路能否满足有效阻尼通道处对应的磁感应强度大小要求；其次基于集总参数法建立了磁流变悬置的模型并进行仿真分析，对加工出来的磁流变悬置样件进行静动态特性试验验证，并与仿真结果进行了对比分析。一方面验证了其静刚度满足设计要求；另一方面，通过加载不同的电流，探究样件的动刚度随电流变化的规律，验证了悬置样件能在宽频范围内实现连续隔振。 充分发挥磁流变悬置主动隔振性能的前提是悬置系统的设计布置合理，因此从动力总成磁流变悬置系统的角度出发，分析了悬置系统的隔振需求，并基于隔振理论分析了单自由度系统振动响应，并在此基础之上建立了系统的动力学模型。同时，结合建立的动力学模型，以系统各阶的固有频率配置是否合理以及能量解耦率的大小为指标，编制了相关的计算软件，计算分析了磁流变悬置系统满足隔振要求。 最后，为了验证设计的控制策略是否能在控制工况下实现理想的隔振性能，考虑发动机激励与路面激励搭建了整车十自由度模型，同时结合可控阻尼力的理论公式以及仿真分析求出的不同电流下的平均磁感应强度建立了描述控制电流和可控阻尼力的正逆数学模型；采用Fuzzy-PID切换控制策略在MATLAB/Simulink环境下搭建仿真模型进行仿真分析，由仿真结果可知：在怠速工况和经济转速行驶工况下，相较于未施加控制的悬置系统，设计的Fuzzy-PID控制器能在控制工况下减少发动机向车身传递的振动，提高悬置系统的隔振性能。 |
| 作者： | 王怡钧 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 付江华;李兴泉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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