剛度和阻尼耦聯(lián)可調(diào)的半主動懸架一體式減振支柱動力學特性研究.pdf

1、半主動懸架是近年來汽車底盤新技術的研究熱點。目前國內(nèi)外研究的半主動懸架普遍把剛度和阻尼作為兩個獨立的參數(shù)分別進行控制,由于懸架系統(tǒng)存在模型非線性、參數(shù)時變性和行駛條件的不確定性,因此實際控制時難以實現(xiàn)剛度和阻尼的精確匹配。本文提出一種剛度和阻尼耦聯(lián)可調(diào)的半主動懸架新型一體式減振支柱,從結(jié)構(gòu)設計、工作原理分析、減振支柱剛度特性建模與驗證、減振支柱動力學特性建模與驗證以及采用新型減振支柱的半主動懸架模糊控制策略設計與仿真等方面展開研究,以探

2、索高性能半主動懸架的新的技術途徑。
　　 首先提出了新型一體式懸架減振支柱的設計方案,介紹了基于空氣彈簧與減振器同軸一體式結(jié)構(gòu)的新型減振支柱的基本組成、阻尼調(diào)節(jié)機構(gòu)與調(diào)節(jié)原理、行程關聯(lián)的剛度變化原理與調(diào)節(jié)機構(gòu)。在減振支柱設計研制過程中探索性地采用了超聲電機作為阻尼調(diào)節(jié)機構(gòu)的驅(qū)動裝置,介紹了超聲電機的基本原理和優(yōu)點。
　　 根據(jù)新型減振支柱的行程關聯(lián)變剛度特點,基于等效的空氣彈簧雙氣室物理模型,建立了減振支柱的剛度特性數(shù)學

3、模型并進行了剛度性能仿真。通過對研制的新型減振支柱樣件進行準靜態(tài)加載得到了剛度特性試驗結(jié)果,驗證了剛度特性模型的有效性。在此基礎上,建立了空氣彈簧作用力和減振器作用力相耦合的減振支柱動力學特性數(shù)學模型,分別對空氣彈簧處于三種初始充氣壓力、減振器處于三種阻尼檔位下的減振支柱最大作用力(包括拉伸行程作用力和壓縮行程作用力)的仿真值與試驗值進行了對比,結(jié)果顯示,仿真值與試驗值的誤差小于10%,同時,減振支柱作用力的速度特性仿真結(jié)果與試驗結(jié)果也

4、較為接近,驗證了新型一體式減振支柱設計方案的有效可行性和所建動力學模型的正確性。
　　 為了研究新型一體式減振支柱應用于半主動懸架系統(tǒng)的性能效果,同時鑒于半主動懸架的非線性,運用模糊控制理論設計了針對1/4車輛二自由度半主動懸架系統(tǒng)的模糊控制器。對B級路面車速80km/h和C級路面車速50km/h兩種工況下的半主動懸架性能進行了仿真,結(jié)果表明,與被動懸架相比,采用模糊控制的半主動懸架系統(tǒng)顯著改善了車身垂直加速度、懸架動撓度及車輪