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原文传递车辆半主动悬架控制策略及优化研究

论文题名：	车辆半主动悬架控制策略及优化研究
关键词：	半主动悬架;多体动力学;CDC减振器;控制策略
摘要：	阻尼力可控的电控悬架可有效改善车辆的舒适性，且具有低成本优势，成为半主动悬架发展的重要方向。通过制定合理高效的车辆半主动悬架系统控制策略，能够使车辆悬架系统的核心阻尼调节元件具有高度可控性，实现阻尼连续可调；为实现半主动悬架控制策略与整车动力学性能的优良匹配，有必要针对半主动悬架控制策略进行优化，提高半主动悬架系统的减振性能，满足车辆多工况的动力学性能需求，进而提升车辆平顺性和操纵稳定性。　　CDC(ContinuousDampingControl)减振器作为电控悬架主要代表，具有成本低、可控性强、稳定性高和减振性能优越等优点。本文以半主动悬架CDC减振器为研究对象，通过CDC减振器示功特性测试、建立Adamscar整车模型、制定半主动悬架控制策略，以提高车辆平顺性和操纵稳定性为目标，基于NSGA-II算法对半主动悬架控制策略进行多目标协同优化。主要研究内容如下：　　(1)通过对CDC减振器进行示功特性测试，明确减振器电磁阀PWM占空比、PWM频率对阻尼力的影响规律，建立精确的CDC减振器正逆向模型，为制定合理的阻尼连续可调半主动悬架控制策略提供数据支撑。　　(2)通过建立Adams非线性多体动力学模型和十四自由度车辆动力学模型，并在转向角阶跃工况下验证车轮垂直载荷一致性，从而保证Adams整车模型的正确性，为后续验证半主动悬架控制策略的有效性奠定基础；根据车辆实际行驶路面建立准确合理的路面模型，包括凸包路面、比利时石块路面和蛇形绕桩车辆轨迹控制；结合已建立的Adams整车模型进行减速带工况、高频路面激励工况和蛇形绕桩工况的三种典型工况仿真，并制定不同的评价指标；通过改变减振器压缩阻尼和回弹阻尼，分析减振器的阻尼因素对整车性能的影响。　　(3)为提高半主动悬架系统的减振性能，制定阻尼连续可调的半主动悬架控制策略，并运用Simulink完成半主动悬架控制器设计；建立Adamscar和Simulink联合仿真模型，以减速带工况的峰峰值和衰减量、高频路面激励工况的垂向加速度均方根值和蛇形绕桩工况的侧倾角为评价指标，对半主动悬架控制策略效果进行分析，为后续控制策略的优化提供决策依据。　　(4)为实现CDC减振器控制策略与整车动力学性能的优良匹配，基于多学科优化软件ISIGHT、Adamscar和MATLAB/Simulink搭建控制策略协同优化平台；以控制策略的隶属度函数为设计变量、典型工况下的频域峰值为约束条件、时域评价指标为优化目标进行多目标协同优化；优化结果表明：基于NSGA-II算法优化的半主动悬架控制策略满足车辆多种典型工况性能需求，提升了车辆平顺性和操纵稳定性。　　本文研究进一步提升了半主动悬架系统的综合性能，对于CDC减振器产品研发和实际工程应用具有重要的参考应用价值。
作者：	董轲建
专业：	车辆工程
导师：	文孝霞
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023