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基于并联机构的车辆座椅振动半主动控制研究
| 论文题名： | 基于并联机构的车辆座椅振动半主动控制研究 |
| 关键词： | 车辆座椅悬架系统;振动半主动控制;并联机构;磁流变减振器 |
| 摘要： | 军用特种车辆和施工作业车辆在行驶过程中产生的振动会直接影响驾驶员的驾乘舒适性，且驾驶员长期暴露在振动环境中也会引发职业疾病进而损害身心健康，因此改良工程车辆座椅的设计方法、降低座椅振动传递率、提升驾驶员的舒适性成为亟待解决的问题。本文采用Tricept并联机构作为座椅主体，对并联机构外围的三条支链施加半主动控制，并对被动减振和半主动减振效果进行对比。本文以Tricept并联机构与磁流变减振器结合的工程车辆座椅悬架系统为研究对象，对其减振性能进行了探讨，具体工作包括： 首先，对Tricept并联机构进行自由度分析，再通过建立机构模型完成对并联机构位置逆解的分析。以Tricept并联机构为基础，完成车辆座椅悬架系统的建模，采用ADAMS运动学仿真及MATLAB运动学数值计算对虚拟样机模型进行运动学一致性的验证。分析了座椅悬架系统虚拟样机模型的振动传递特性。 其次，对磁流变阻尼器进行力学特性试验，基于试验数据实现了对磁流变阻尼器Bouc-Wen模型8个参数的辨识，并分析了磁流变阻尼器的阻尼力与活塞位移/速度之间的关系，并对参数A、α、c0进行了三次多项式拟合。 再次，对座椅悬架系统的控制策略进行研究，将模糊控制与PID控制相结合得到模糊PID控制，将模糊PID控制与天棚控制相结合得到模糊PID天棚控制作为座椅悬架系统的半主动控制策略，又通过粒子群算法优化模糊PID天棚控制得到了PSO模糊PID天棚半主动控制策略。 最后，通过联合仿真发现：基于Tricept机构的座椅悬架系统在半主动控制时的减振效果要远好于被动减振，PSO模糊PID天棚半主动控制的减振效果优于模糊PID天棚半主动减振系统。与座椅下平台相比，采用PSO模糊PID天棚半主动控制时，座椅上平台在垂向、俯仰、侧倾三个方向的振动（角）加速度分别降低了47.3%、53.38%、53.66%。通过搭建单自由度座椅悬架试验样机和半主动控制系统进行了振动控制试验，验证了半主动控制的实际优势。 |
| 作者： | 逄格钧 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 毕凤荣;张如伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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