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低气压单筒磁流变减振器设计及控制策略研究
| 论文题名： | 低气压单筒磁流变减振器设计及控制策略研究 |
| 关键词： | 汽车电控悬架;磁流变减振器;平滑天棚阻尼控制;隔振性能 |
| 摘要： | 磁流变液是一种具有可控流变特性的智能材料，采用磁流变减振器的电控悬架可以大幅度提升车辆的平顺性和操纵稳定性。传统的被动式单筒减振器及单筒磁流变减振器需要通入高压气体以避免空化效应，因此减振器的摩擦力较大，这制约了磁流变电控悬架隔振性能的提升。 本文提出了一种具有小摩擦力的低气压单筒磁流变减振器，设计了具体结构，并进行了力学特性的分析、仿真和试验验证。分别建立了减振器的可控阻尼力、非可控阻尼力和摩擦力的数学模型，对减振器活塞的关键结构进行了参数优化。基于优化后的活塞力学特性，进行了阀系匹配，有效避免了减振器空化效应。对设计的低气压单筒磁流变减振器进行了试验验证。 建立了天棚阻尼控制的1/4汽车半主动悬架模型，分别分析了零场阻尼、可控阻尼力范围及摩擦力对1/4车各性能评价指标的影响，为提出结构在1/4车的应用提供理论支撑。以传统单筒被动减振器、传统单筒磁流变减振器为对照，研究了所设计的低气压单筒磁流变减振器对1/4车簧载质量加速度和轮胎动载荷的提升效果。 根据天棚阻尼控制原理，提出了一种平滑天棚阻尼控制策略，采用遗传算法探究了具有最优平顺性的天棚阻尼系数。基于配备低气压单筒磁流变减振器的1/4车半主动悬架模型，对比分析了线性二次最优(LQR)控制、天棚阻尼控制及平滑天棚阻尼控制对1/4车各性能评价指标的影响，结果表明不同级别路面下平滑天棚阻尼控制的半主动悬架平顺性最好，操纵稳定性差于LQR控制，但优于天棚阻尼控制，可实现工程领域中替代天棚阻尼控制的目的。 |
| 作者： | 白国栋 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 祝安定 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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