原文传递
磁流变半主动悬架系统及其控制策略研究
| 论文题名： | 磁流变半主动悬架系统及其控制策略研究 |
| 关键词： | 汽车设计;半主动悬架;磁流变减振器;性能指标;控制策略 |
| 摘要： | 悬架系统作为现代汽车的最重要组成部分之一，在汽车的设计和使用上有着极其重要的作用。其中基于磁流变减振器的半主动悬架系统极具研究价值和应用前景，对该系统的研究一般涉及悬架系统的设计、减振器的设计、系统的建模、控制策略的设计等方面，而本文的主要目的是针对磁流变半主动悬架系统，在动力学建模和特性分析的基础上，提出有效的控制策略。 本文介绍了半主动悬架系统的工作机理和特点，分析了减振器磁流变液的流变机理以及力学特性，阐明了磁流变减振器的工作原理，总结了磁流变半主动悬架系统建模和控制策略设计中的难点。在此基础上，文章基于磁流变减振器的Bouc-Wen参数化模型，建立了改进的非线性模型，得到了控制电流与阻尼力的表达式，并分析了磁流变减振器的外特性。同时建立了二自由度四分之一车辆半主动悬架的动力学模型，在MATLAB/Simulink环境下建立了系统的仿真模型并分析了悬架的车身加速度、悬架动行程、轮胎动载荷三项性能指标，对比分析了悬架的车身阻尼系数对悬架性能的影响。这些问题的分析为控制策略的研究提供了理论依据和指导方向。 文章继而运用谐波叠加原理建立了时间域内的随机路面模型，并针对悬架系统的结构特点，总结了两种控制思路。针对分目标控制思路，从经典的理想天棚阻尼控制策略入手，到其主动控制实现，再引入地棚阻尼控制来弥补主动控制的缺陷，最后添加系统的状态判断得到了适宜半主动悬架的控制策略；针对整体控制思路，基于非线性的磁流变半主动悬架系统，首先全面地考虑了车身加速度、悬架动行程和减振器两端速度差的相互关系，通过机理推导提出了一种三维控制结构，再将其简化为二维结构，同时引入减振器的设计思想制定了非对称的模糊控制规则，最终得到了直接基于减振器励磁电流的模糊控制策略。最后通过随机路面下的仿真实验对控制策略进行验证和比较。结果表明天棚地棚阻尼控制策略和模糊控制策略都是有效可行的，能不同程度地提高车辆乘坐舒适性、行驶安全性和操作稳定性，但该模糊控制策略能更大幅度地抑制车身加速度和轮胎动载荷，悬架系统的综合性能得到更显著的改善。 |
| 作者： | 董丹 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 颜文俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
