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基于主动悬架的越野汽车动力学仿真研究
| 论文题名： | 基于主动悬架的越野汽车动力学仿真研究 |
| 关键词： | 越野车;主动悬架;联合仿真;智能控制;车辆动力学 |
| 摘要： | 车辆行驶中会受到地面各种复杂力和力矩作用，悬架系统能有效缓解路面不平对车身的冲击载荷。越野汽车行驶路况恶劣复杂，悬架位移量大，非线性阻尼特性和时变性显著，而被动悬架的系统参数不能实时调节，因此有必要发展越野汽车的主动悬架技术。 ADAMS分析软件，提供了大位移、非线性分析求解功能，其CAR专业模块，能将车辆物理模型转化为多刚体动力学的数学模型，得到较准确的定量分析结果。MATLAB的SIMULINK模块能有效地实现各种现代控制方法。 本文以某轻型越野汽车为研究对象，首先以ADAMS/CAR为平台，建立了车辆动力学模型。根据越野汽车关键硬点、质量等参数，修改模板和部件，建立了横向稳定杆模型、车轮模型、车身模型、制动模型等；在剖析CAR的动力传动系模板基础上，添加通讯器和运动副，建立了支持四轮驱动的动力传动系模型；修改双横臂独立悬架模板参数，对于主动悬架，通过ADAMS/Control建立输入变量，添加基于输入变量传递的力作动器，完成了前、后双横臂独立悬架(主动、被动)模型。其次，通过分析独立悬架运动学与弹性运动学评价指标，对前双横臂独立悬架模型进行了左右车轮平行跳动试验仿真、外加载荷输入试验仿真、垂直力侧倾输入试验仿真，分析了试验中车轮外倾角、前束角、主销内倾角、主销后倾角、悬架刚度等的变化规律及对操纵稳定性的影响。最后，建立了装有主动悬架系统的ADAMS/CAR整车模型，通过MATLAB/Simul ink实现联合控制，对比装有主动双横臂悬架的整车与装有被动双横臂悬架的整车在随机路面行驶工况下的操纵稳定性与平顺性。本文通过对各种控制方法的分析研究，提出先用分散控制理论将车辆垂向、侧倾、俯仰控制目标解耦为4个相互关联控制目标，通过解耦矩阵保留线性控制的优点，再采用PID控制、模糊PID控制及神经模糊控制进行联合仿真。联合仿真结果表明：PID控制的主动悬架性能优于被动悬架，车身垂直加速度和俯仰角加速度减小；模糊PID控制的响应快，鲁棒性好于PID控制；神经模糊控制，通过训练数据学习，继承前两种控制优点，控制性能最优。 |
| 作者： | 金玲 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 邓亚东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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