基于磁流變阻尼器的車輛半主動懸架智能控制研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,汽車逐漸融入人們的生活,成為不可或缺的交通工具。懸架作為汽車底盤的重要部件,很大程度上決定了車輛的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。對于實(shí)時(shí)的路面情況和車輛自身運(yùn)行狀態(tài),傳統(tǒng)的被動懸架系統(tǒng)參數(shù)一旦確定無法改變,難以滿足平順性的要求；主動懸架制造和使用成本高昂,所需的外加控制力系統(tǒng)也會提高整車的能耗。半主動懸架兼具主、被動懸架的優(yōu)點(diǎn),結(jié)構(gòu)形式簡單,價(jià)格成本低廉,阻尼實(shí)時(shí)可調(diào),減振性能優(yōu)良,因此已經(jīng)成為

2、汽車技術(shù)領(lǐng)域的一個重點(diǎn)課題。基于磁流變阻尼器的半主動懸架利用磁流變技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)阻尼實(shí)時(shí)控制,因其具有很快的響應(yīng)速度、優(yōu)良的控制性能、較寬的動態(tài)范圍、簡單的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為智能懸架領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 本文選擇了基于磁流變阻尼器的半主動懸架系統(tǒng)作為研究對象,致力于改善整車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。首先,利用Matlab/Simulink軟件對系統(tǒng)的執(zhí)行元件磁流變阻尼器的滯回特性進(jìn)行仿真研究。通過擴(kuò)充的Bingham模型和

3、修正的Bouc-wen模型,得到了磁流變阻尼器在不同電流和振幅下的位移與力、速度與力的曲線圖。對比其優(yōu)缺點(diǎn),建立一種基于反正切函數(shù)方法的少參數(shù)模型。仿真表明,該模型較好地描述了磁流變阻尼器的力學(xué)特性。其次,考慮到汽車懸架系統(tǒng)是一個復(fù)雜的非線性系統(tǒng),根據(jù)所研究問題的需要,最終選取接近實(shí)際的七自由度整車動力學(xué)模型。采用拉格朗日法建立半主動懸架的振動微分方程轉(zhuǎn)化為空間狀態(tài)方程,便于在軟件中建立整車動力學(xué)模型。本文將智能控制策略應(yīng)用于半主動懸架

4、。在隨機(jī)路面激勵下,針對二自由度單輪動力學(xué)模型,分別建立了PID控制器、模糊控制器和最優(yōu)控制器,在此基礎(chǔ)上提出了新的最優(yōu)模糊、最優(yōu)PID和最優(yōu)模糊PID復(fù)合并聯(lián)控制方法。針對七自由度整車系統(tǒng),把生物免疫原理應(yīng)用于智能控制中,建立模糊免疫PID整車懸架控制系統(tǒng),以某車型為例進(jìn)行仿真分析。仿真表明,模糊免疫PID控制下的半主動懸架與常規(guī)模糊PID控制相比,較大程度地降低了車身垂直加速度、輪胎動載荷和懸架動撓度這些懸架性能指標(biāo)數(shù)值,較為顯著改