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基于变结构理论的半主动空气悬架阻尼控制技术研究
| 论文题名： | 基于变结构理论的半主动空气悬架阻尼控制技术研究 |
| 关键词： | 半主动空气悬架;准滑模变结构;阻尼控制;行驶平顺性;数学模型 |
| 摘要： | 半主动悬架可以根据工况调节悬架参数，通过设计合理的控制策略，其性能可与主动悬架相媲美，因而半主动悬架从其诞生至今一直是车辆工程领域的热点之一。目前市场上尚无国内汽车应用半主动空气悬架，通过研究半主动空气悬架阻尼控制系统，能够打破国外技术垄断，促进半主动空气悬架系统的应用，推动我国汽车悬架行业的科技进步。本文为改善车辆行驶平顺性，选择某型半主动空气悬架为研究对象，利用变结构理论，设计基于模型追踪的半主动空气悬架控制器。 首先，针对某型半主动空气悬架，在分析其结构和工作机理的基础上，利用热力学、流体力学等理论建立了该型半主动空气悬架的数学模型;在AMESim环境下建立了系统的仿真模型。通过试验研究，认为所建立的仿真模型能够完整实现该型悬架的功能，较好地反映其动态刚度、阻尼特性，验证了所建仿真模型的准确性。 其次，将汽车的行驶工况分为普通工况和车身姿态不稳定的极端工况。在此基础上，提出了整车半主动空气悬架系统控制策略:普通工况下，车身姿态稳定，以车辆行驶平顺性为控制目标，选择“天棚”悬架模型作为系统的参考模型，设计基于模型追踪的悬架阻尼控制器;极端工况下车身姿态不稳定，以抑制车身姿态的进一步恶化为控制目标，应用开关控制方法改变悬架阻尼，以抑制车身侧倾运动和俯仰运动，使车身姿态尽快恢复平稳。 再次，为了消除系统的抖振现象，选择准滑模变结构方法设计普通工况下悬架系统阻尼控制器。建立整车和参考模型之间的状态信息误差的动力学方程，设计误差的滑模面和边界层，利用极点配置法配置变结构控制参数。利用准滑模变结构理论使两者间误差最小，可求出系统所需的控制量。 最后，为验证悬架控制系统的有效性，利用D2P快速开发平台开发悬架控制系统，在MTS四通道激振台上进行整车台架试验，包括阶跃激励试验、正弦激励试验和随机路面试验。试验结果验证了所建立的整车动力学模型，证明所设计的控制系统能够有效提高车辆悬架性能，具有一定的应用和科研价值。 |
| 作者： | 吴越 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 李仲兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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