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摩托车磁流变半主动悬架建模与控制
| 论文题名： | 摩托车磁流变半主动悬架建模与控制 |
| 关键词： | 半主动悬架;磁流变减振器;查表模型;天棚控制;平滑天棚控制 |
| 摘要： | 随着摩托车的发展，先进技术在摩托车中的应用也越来越广泛。磁流变半主动悬架系统具有改善行驶平顺性和提高舒适性的优点，成为摩托车悬架研究的热点问题。通过摩托车磁流变半主动悬架系统阻尼进行控制进而提高摩托车的平顺性和舒适性。本文主要从磁流变减振器建模、摩托车磁流变半主悬架控制算法和工程实现展开研究。 首先根据减振器台架的试验方法，对磁流变减振器进行示功试验。根据试验数据建立磁流变减振器模型，对比分析了参数模型与非参数模型的特点，针对参数模型精度不足和非参数模型难以约束的问题，建立了一种可以精确控制磁流变减振器阻尼力与电流的查表模型。搭建了2自由度悬架动力学模型，采用单一频率法通过选择不同的减振器电流对悬架系统进行频域特性分析，分析评价指标随阻尼的变化情况，为半主动悬架控制算法提供理论依据。 对比分析了天棚控制、加速度阻尼控制和SH-ADD三种开关型控制算法在随机路面激励和冲击激励下的控制效果，针对开关型控制算法存在振颤的问题，采用平滑天棚控制算法，通过参数化分析验证了平滑天棚控制的有效性，综合评价指标提升了5.65%。从时域和频域两个角度对比分析了平滑天棚控制和天棚控制的特点，结果表明平滑天棚控制可以提高平顺性和操纵稳定性。 通过BikeSim/Simulink联合仿真验证了在随机路面激励和冲击激励下平滑天棚控制的控制效果。仿真结果表明，平滑天棚控制在不恶化操纵稳定性的前提下对摩托车振动的抑制效果更好。 针对摩托车半主动悬架控制系统的工程实现问题，通过搭建摩托车半主动悬架控制算法控制平台进行实车试验，验证了平滑天棚控制和天棚控制的控制效果。与天棚控制相比，在非铺装路面行驶时，平滑天棚控制前后簧上加速度均方根值分别降低了7.17%和3.84%，在经过减速带时前后簧上加速度均方根值分别降低了21.22%和13.45%，可以改善摩托车行驶的平顺性与舒适性。 |
| 作者： | 李宁斐 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张丽霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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