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车辆主动悬架的优化设计和模糊控制的研究
| 论文题名： | 车辆主动悬架的优化设计和模糊控制的研究 |
| 关键词： | 汽车工程;主动悬架;优化设计;模糊控制;ADAMS软件;振动分析 |
| 摘要： | 在车辆工程中，悬架对车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性的提高起着关键作用。目前，汽车上普遍采用的是被动悬架。在车辆行驶过程中，由于被动悬架的阻尼和刚度无法进行调节，因而不能适应行驶过程中复杂多变的情况。而主动悬架却能够根据汽车运行的实际状况，及时、准确地调整控制力的大小，使悬架处于最优的减振状态。因此，悬架的分析对于汽车的设计和开发具有重要的意义。 本课题以虚拟样机技术、先进控制技术为前提，提出了使用当前最流行的动力学分析软件ADAMS和具有强大模糊推理逻辑的MATLAB/Simulink软件作为工具，来对主动式麦弗逊悬架进行优化设计和振动分析。 首先，通过分析悬架的结构、各部分相对位置关系以及悬架在整车坐标系中位置，在ADAMS/Car中建立了悬架的动力学模型。然后，在模拟的路面激励下，分析悬架定位参数（如前轮外倾角、主销外倾角等）的变化情况。并以这些定位参数为目标变量，对所建立的模型在ADAMS/Insight中进行优化分析。通过优化前后对比来求得悬架系统的优化解，为悬架系统的物理样机的设计提供了参考。 其次，在整个设计中，控制策略是决定主动悬架系统控制效果好坏的关键性因素。本文在主动悬架ADAMS机械模型的基础上，通过比较各种控制策略的优势，又考虑到车辆的非线性因素，最终采用了不需要精确数学模型的模糊控制方式。利用MATLAB/Simulink中的模糊控制工具箱，提出控制规则，建立起主动悬架的控制器。通过实时改变作动力的大小，来减小车身垂直方向的加速度。 通过联合仿真，既发挥出ADAMS的动力学建模、求解的优势，又使得MATLAB优越的控制性能都得到充分发挥。而且使机械设计和控制设计可以共享同一虚拟的悬架模型。经过分析比较，可以看出采用模糊控制这种新型控制策略进行主动悬架控制是合理的、可行的。它和被动悬架控制相比，能更有效地提高汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。 |
| 作者： | 刘桂然 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 刘平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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