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汽车悬架系统动力学控制与仿真研究
| 论文题名： | 汽车悬架系统动力学控制与仿真研究 |
| 关键词： | 汽车悬架;现代控制;仿真分析;平顺性;控制策略 |
| 摘要： | 随着人民的生活需求水平的升级以及汽车工程相关技术的进步，人民群众对汽车的舒适性安全性提出了更高更全面的要求，汽车乘坐的舒适性问题也日益被我们关注。同时我们要注意到悬架系统对于提升车辆平顺性和稳定性，舒适性和安全性有重要意义。所以我们希望通过研究汽车悬架系统来提高汽车的舒适性和平顺性。近年来车辆悬架系统的研究引起广泛关注，也取得了很多的相关成果。同时座椅主动悬架的研究已经成为世界各国车辆研究机构的重要的研究方向。本文主要在汽车主动悬架系统仿真模型建立和控制方法并评价其控制效果展开工作，围绕汽车主动悬架系统展开研究。论文的主要研究内容包括: (1)在查阅相关文献后，建立路面激励输入模型。通过对汽车振动系统进行分析，确定以路面激励作为输入。 (2)建立悬架系统的相关的简化的物理和数学模型。运用车辆动力学理论，对悬架系统进行简化，建立动力学微分方程，最后以状态空间法表示以上的动力学微分方程。为后文的仿真和分析建立基础。 (3)在前面的基础上，建立对应的Matlab/simulink模型，根据仿真结果进行分析，作为被动悬架的仿真结果，同时引入现代控制理论，研究主动悬架，建立对应的Matlab/simulink模型，然后与前面的被动悬架进行对比，验证现代控制理论控制对于提升平顺性的有效性，为未来悬架系统控制的研究提供了参考。 (4)前面的研究对悬架系统进行了诸多的简化与假设，例如系统参数是确定的，悬架的刚度和阻尼是线性的。但在实际中，系统的参数是变化，非线性的。我们将考虑悬架的刚度和阻尼是非线性的，通过微分几何法，将控制系统精确线性化，然后设计控制器，得到控制律，用于系统的控制，得到仿真结果，并且与被动悬架进行结果进行对比。对于考虑参数不确定性，我们应用Matlab中的rubustControlToolbox完成仿真模型，得到仿真结果，并且与被动悬架进行结果进行对比。得出提出的控制策略对座椅悬架和车辆悬架有较好的控制效果，验证了集成变增益LQR控制方法的有效性和可行性，为未来悬架系统控制的研究提供了参考。 |
| 作者： | 陈从根 |
| 专业： | 机械设计与理论 |
| 导师： | 郭立新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2018 |
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