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原文传递车辆悬架系统关键技术研究

论文题名：	车辆悬架系统关键技术研究
关键词：	车辆减振器;磁流变液减振器;安全冗余;半主动悬架;负刚度控制;自抗扰控制;道路谱时域复现
摘要：	以车辆悬架系统中的被动减振器、半主动减振器和半主动悬架为研究对象，对被动减振器的物理参数建模、半主动减振器的安全冗余创新设计和新型半主动控制策略等进行了深入研究，主要涉及以下几个方面：提出一种改进的双筒式液压减振器建模方法。该模型中结构动力学子模型和流体动力学子模型采用经典的解析计算方法建立，但阀片(组)变形动态子模型采用基于薄板大挠度变形理论的数值计算方法建立。与传统的基于薄s板小挠度理论的模型相比，所建立的阀片(组)变形动态子模型可以解决多片阀片间变形的耦合问题、更准确地描述不规则形状阀片的变形特性。仿真与实验数据的对比分析表明，改进的模型比传统计算模型能更准确地描述减振器的阻尼力特性和滞环特性。提出一种新的具有安全冗余功能的减振器结构形式，这一结构集半主动减振器的可控性和被动减振器的安全性于一体，能够在车辆悬架控制系统不能正常工作的情况下提供足够大的阻尼力，保证此时车辆的安全性和舒适性。这一结构比现有文献中类似结构更简单、能耗更低、安全性更高。针对此结构，进一步研究其动力学模型及电磁磁路和永磁磁路的设计模型。根据建立的设计模型进行了样机设计与试制，并对样机进行了台架试验，用实验数据验证了这一安全冗余结构和所建立的动力学和磁路设计模型的有效性和实用性。研究使用前述具有失效保护功能的磁流变液减振器的半主动悬架的控制策略。提出将具有清晰物理意义的负刚度减振理论应用于车辆半主动悬架的控制，并讨论其在基于磁流变液减振器的半主动悬架上的技术实现方法。将负刚度控制策略和天棚阻尼控制策略进行了比较分析，并通过搭建的1/4车垂向动力学实验系统进行了验证，结果表明负刚度半主动控制能更好的抑制振动对车身加速度和轮胎动位移的影响，并且结构更简单、成本更低。研究车辆1/4悬架性能实验系统中电液伺服阀控激振系统的控制策略和时域内路面不平度的台架复现方法。提出将自抗扰控制算法用于电液伺服阀控激振系统的控制，并与基于扰动观测器的控制策略进行了对比分析。仿真和实验结果表明，采用自抗扰控制算法时系统具有更高的稳态精度、对大范围的负载干扰和参数扰动具有更强的抑制作用。将时域内路面不平度的两种台架复现方法进行仿真和实验比较分析。结果表明采用谐波叠加法模拟产生的随机路面的精度优于线性滤波法。
作者：	王维锐
专业：	机械设计及理论
导师：	潘双夏;冯培恩
授予学位：	博士
授予学位单位：	浙江大学机械与能源工程学院
学位年度：	2007
正文语种：	中文