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汽车空气悬架系统的最优控制研究
| 论文题名： | 汽车空气悬架系统的最优控制研究 |
| 关键词： | 汽车空气悬架系统;附加气室;空气弹簧;最优控制;仿真试验;汽车平顺性 |
| 摘要： | 空气弹簧利用给橡胶气囊充放气可灵活改变其刚度特性，可以根据要求设计出理想的刚度曲线，安装有空气悬架的汽车车轮动载荷小，可以获得良好的行驶平顺性、操纵稳定性和行驶安全性，减小了高速行驶车辆对路面的破坏。采用最优控制策略的悬架能有效降低车身振动加速度，减小了轮胎动变形和轮胎动载荷，明显改善了汽车的行驶平顺性和操纵稳定性，使悬架能更好地发挥其作用，因此对空气悬架的最优控制研究，无论对车辆本身还是对驾驶员都有重要意义。本文主要研究问题如下： 对带附加气室空气悬架的车辆进行了力学分析，基于流体力学建立带附加气室空气弹簧的非线性动态方程，在此基础上建立了两自由度汽车空气悬架系统的状态空间模型。 在所建立的两自由度汽车空气悬架系统的状态空间模型的基础上，考虑了在悬架长时间的运作下导致的阻尼系数的变化，加入了附加控制阻尼来调节原有阻尼系数，建立了新的两自由度汽车空气悬架系统的状态空间模型。 以尽可能降低车身垂直加速度和轮胎动变形、提高乘坐舒适性为目标，采用最优控制方法对带附加气室空气悬架系统进行控制，通过求最优控制力来算出所加入的可调附加控制阻尼，从而实现对空气悬架的最优控制。 建立路面输入模型，并选取适当的车辆参数，基于MATLAB/ Simulink对所建立的带附加气室空气悬架系统进行仿真试验分析，仿真结果表明：采用最优控制策略的悬架有效降低车身振动加速度，减小了轮胎动变形和轮胎动载荷，明显改善了汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。 本文对带附加气室空气悬架系统进行了理论上的研究，为今后汽车空气悬架系统的优化设计和控制提供了理论依据。 |
| 作者： | 潘志鹏 |
| 专业： | 应用数学 |
| 导师： | 陈东彦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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