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基于磁流变减振器的半主动空气悬架控制研究
| 论文题名： | 基于磁流变减振器的半主动空气悬架控制研究 |
| 关键词： | 汽车部件;半丰动空气悬架;磁流变减振器;安全运行 |
| 摘要： | 空气悬架不仅可提高车辆行驶平顺性、轮胎接地性和操稳性等性能，同时还可降低轮胎对道路的破坏，因此空气悬架逐渐得到重视。为提高车辆行驶半顺性性能，国内外学者们对悬架系统中的关键参数阻尼进行大量的研究，阻尼可调磁流变半主动空气悬架不仅能够发挥空气悬架优势，同时还可通过调节磁流变液体（简称为MRF）的粘度达到阻尼连续控制目的，从而改善车辆隔振性能。由于其能耗少和成本低廉，控制策略设计得当，其性能可以达到或近似主动悬架的减振效果。本文以阻尼可调磁流变空气悬架为研究对象，在对其磁流变减振器（简称为MRD）特性研究基础上提出适应于其系统的控制方法，来提高车辆平顺性。 首先，回顾空气悬架研究进展，分析磁流变减振器中的磁流变液体流变机理与力学特性，并介绍本文所要研究的单筒充气式磁流变减振器结构及其工作机理。 其次，按照国家标准，在INSTRON8800试验台上搭建磁流变减振器试验台架，采用五种频率正弦激励的方式，测试磁流变减振器外特性曲线，分析其具有可控性、非线性以及存在饱和现象等。 再次，基于Bingham模型基础上，利用磁流变减振器试验数据确定其仿真模型中的待定参数，将仿真与试验数据对比以验证磁流变减振器仿真模型准确性。将弹簧模型以力的方式引入到七自由度整车模型中。并研究车身垂向加速度、悬架动行程和轮胎动载荷随着磁流变减振器输入电流变化的影响，为下文控制策略制定提供理论指导。 最后，基于混合天地棚控制理论和模糊天地棚控制理论，分别制定七自由度整车系统的控制策略，将制定好的控制器导入到Simulink中的整车模型中。并对带有混合地棚控制器和模糊天地棚控制器的两种半主动悬架分别与被动悬架进行仿真。结果表明:在脉冲输入下两种控制半主动悬架的车身质心加速峰值均下降，而在随机路面输入下混合天地棚控制半主动悬架的车身质心垂向加速度降低大约16％、悬架动行程增加2～4％、轮胎动载荷改善大约12％、俯仰角加速度改善大约1～3％、侧倾角加速度改善大约5％。而模糊天地棚控制半主动悬架的车身质心垂向加速度改善大约19％、悬架动行程增加6％左右、轮胎动载荷改善大约15％、俯仰角加速度减少5％左右、侧倾角加速度减少大约5～7％。 |
| 作者： | 刘如奎 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 江洪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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