商用車主動空氣座椅懸架的建模與仿真研究.pdf

1、隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展，汽車的乘坐舒適性引起人們越來越多的重視。座椅懸架作為連接人體與車輛的減震系統(tǒng)，其減震性能直接影響到駕駛員的身體健康及駕駛狀態(tài)。尤其對于長時間駕駛車輛的商用車駕駛員而言，汽車乘坐舒適性尤為重要。經(jīng)研究表明，主動座椅懸架是解決振動問題最有效也是最根本的方式。裝有空氣彈簧的主動空氣座椅懸架能夠有效的提高汽車的乘坐舒適性，對于駕駛員的身體健康，安全的駕駛狀態(tài)具有重要意義。商用載貨車在行駛過程中，“路面—車輛—人體”構(gòu)成了

2、多自由度復雜的振動系統(tǒng)，本文將主動空氣座椅懸架系統(tǒng)匹配到整車減震系統(tǒng)中來研究，所做工作如下:
　　 (1)研究了空氣彈簧特性，并通過空氣彈簧實驗對其剛度特性有了深入了解。研究了主動控制空氣彈簧的充放氣特性，并在此基礎(chǔ)上建立了空氣座椅懸架物理模型。
　　 (2)建立了路面譜模型，通過牛頓定律建立了四自由度1/4車輛與七自由度1/2車輛主動空氣座椅懸架模型。并且通過對比兩組模型頻率響應特性驗證了建模思路的正確性。
　　

3、 (3)介紹最優(yōu)控制理論，設(shè)計了四自由度與七自由度主動空氣座椅懸架最優(yōu)控制器。調(diào)用Matlab工具箱中相關(guān)函數(shù)得出空氣座椅懸架在最優(yōu)控制下座椅加速度、座椅懸架動行程等評價指標的時域及頻域響應曲線，并統(tǒng)計了乘坐舒適性評價指標的均方根值。通過仿真分析證明，相比于被動空氣座椅懸架，主動空氣座椅懸架能夠有效降低座椅傳遞到人體的總加權(quán)加速度，在提高汽車乘坐舒適性方面具有優(yōu)勢。
　　 (4)建立整車十二自由度主動空氣座椅懸架模型，并設(shè)計最

4、優(yōu)控制器，將主動空氣座椅懸架匹配到整車懸架中，研究經(jīng)懸架及駕駛室懸掛后，主動座椅懸架對振動的衰減效果，通過Matlab仿真分析結(jié)果表明，在整車模型中，主動空氣座椅懸架能夠在降低座椅加速度同時對駕駛室的俯仰角加速度有一定的衰減作用。
　　 (5)主動空氣座椅懸架的技術(shù)核心是其控制策略，控制策略的選取及調(diào)整對主動空氣座椅懸架的性能有著重要影響。本文介紹了PID控制器及模糊控制器原理，并且結(jié)合兩種控制器的優(yōu)點設(shè)計了整車主動空氣座椅懸架