半主動空氣彈簧減振系統(tǒng)特性分析與控制策略研究.pdf

1、汽車懸架系統(tǒng)是車輪和車身之間傳力連接裝置的總稱,用于減緩外界擾動對車身的沖擊。懸架的性能對車輛的行駛平順性及操控性都有重要影響。懸架系統(tǒng)可以分為被動懸架、半主動懸架以及主動懸架。傳統(tǒng)的被動懸架的結構參數不能隨著外界的條件的變化而變化,從而限制了汽車性能的進一步提高,而半主動懸架的結構參數如阻尼、彈簧剛度等都可以隨著外界條件的改變而改變,因此能較好的滿足車輛行駛性能的要求。同時與主動懸架相比,其結構簡單,價格低廉,因此受到廣大車輛工程界的

2、廣泛重視。
　　 本文設計了一種具有阻尼多狀態(tài)切換減振器的半主動空氣彈簧減振系統(tǒng),從結構、工作原理分析、減振支柱動力學特性建模與驗證以及半主動懸架的模糊-PID控制策略設計與仿真等方面展開研究,以探索高性能半主動懸架的新的技術途徑。
　　 本文首先介紹了該種半主動空氣彈簧減振系統(tǒng)的基本結構組成和工作原理。為了分析該減振系統(tǒng)的動力學特性,結合流體力學及熱力學的相關理論,建立了阻尼多狀態(tài)切換減振器系統(tǒng)的數學模型,運用SIMU

3、LINK仿真分析了該空氣彈簧減振系統(tǒng)的輸出力(包括空氣彈簧的作用力和阻尼多狀態(tài)切換減振器的作用力)與減振器活塞運動行程、頻率的關系,并與減振系統(tǒng)的臺架試驗結果進行對比驗證,結果表明:阻尼力試驗值與仿真值的偏差小,所建的減振系統(tǒng)數學模型具有較高的精度,且減振器阻尼狀態(tài)變化明顯,阻尼切換控制準確,為汽車半主動懸架的控制提供了理論依據。同時,建立了1/4車輛的模糊PID控制模型,以我國常見的B級路面作為路面激勵,分別對在車速50km/h和車速

4、80km/h兩種工況下的半主動懸架性能進行了計算機仿真,與被動懸架和僅施加模糊控制的半主動懸架就簧載質量加速度、輪胎動載荷、懸架動撓度這些性能指標進行了對比分析。通過計算,得出在車速50km/h和車速80km/h兩種工況下,車身垂直加速度相對于被動懸架分別降低了34.16%和33.79%。分析結果證明了施加模糊PID控制的半主動懸架系統(tǒng)比傳統(tǒng)的被動懸架和僅施加模糊控制的半主動懸架具有更好的減振性能,同時也說明了該控制策略有效可行,能夠明