受隨機激勵車輛非平穩(wěn)行駛平順性分析及控制研究.pdf

1、隨著當(dāng)代車輛工業(yè)的迅速發(fā)展，世界汽車工業(yè)已取得了令人矚目的成就，正朝著安全、舒適、環(huán)保、節(jié)能的方向前進，尤其是汽車乘坐的舒適性更是人們追求高品質(zhì)生活的重要體現(xiàn)。汽車行駛平順性是影響汽車乘坐舒適性的重要原因，因此，受隨機激勵車輛非平穩(wěn)行駛的平順分析和控制研究已經(jīng)成為現(xiàn)在車輛設(shè)計者關(guān)注的問題。
　　論文基于車輛行駛動力學(xué)理論，在對車輛系統(tǒng)動力學(xué)建模、車輛平順性分析和車輛主動懸架控制分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用虛擬激勵法、逆虛擬激勵法、LMI理論

2、以及魯棒控制理論等對車輛平順性、路面譜的識別、車輛動載的識別和主動懸架控制等進行了詳細地分析，并在此基礎(chǔ)上提出了新的建模、分析和控制方法。
　　具體研究內(nèi)容和取得的成果如下:
　　1.將虛擬激勵法基本理論應(yīng)用到單輪車模型和半車模型的非平穩(wěn)行駛平順性仿真分析中。由于半車模型的前后輪存在著滯后關(guān)系，因此可以把兩點激勵問題轉(zhuǎn)化成單點非平穩(wěn)行駛激勵問題，建立了兩點車輛非平穩(wěn)行駛路面虛擬激勵模型，給出了虛擬激勵法在非平穩(wěn)行駛平順性仿真

3、中的具體應(yīng)用，比較了虛擬激勵法和傅里葉方法的不同特點，結(jié)果表明了應(yīng)用虛擬激勵法進行汽車行駛平順性仿真分析與傅里葉方法具有等價性，并且是完全可行的。
　　2.將逆虛擬激勵法基本原理應(yīng)用到隨機路面譜的識別上。用確定性方式求解了平穩(wěn)隨機振動的路面譜識別問題。即已知車輛振動部分響應(yīng)的自譜與互譜，反求出路面的多點激勵間的自譜與互譜。通過采用逆虛擬激勵法和奇異值分解法的結(jié)合，在一定程度上克服了頻響函數(shù)在近固有頻率附近的病態(tài)，并且充分利用了逆虛

4、擬激勵法簡潔、高效的特點，提高了計算效率，同時以相干函數(shù)和頻響函數(shù)為依據(jù)來判斷本方法的可行性。克服了早期的路面譜研究方法的費力、耗時多、不經(jīng)濟、所得路面不平度對應(yīng)的功率譜密度與給定的功率譜密度相比都存在一定誤差的缺點。
　　3.將逆虛擬激勵法基本原理應(yīng)用到車輛的隨機動載識別上。采用逆虛擬激勵法推導(dǎo)建立了半車振動模型的隨機動載識別公式方法。根據(jù)半車模型的前輪在不同速度，不同路面上的垂直加速度響應(yīng)譜，對車輛的隨機動載進行了計算機仿真。

5、研究表明，根據(jù)前輪的響應(yīng)模擬出的車輛隨機動載能較好地反映車輛在不同速度、不同路面上的變化規(guī)律。
　　4.將逆虛擬激勵法基本原理應(yīng)用到車輛的平順性分析上。在未知路面上采用逆虛擬激勵法進行車輛平順性分析，只要給出車輛垂直振動系統(tǒng)的一個頻率響應(yīng)，則使用本文提出的方法研究車輛的平順性是完全可行的。該方法簡單易懂，避免了構(gòu)建路面激勵的難題。
　　5.以單輪三自由度車輛模型為研究對象，分析了車輛懸架設(shè)計參數(shù)變化對人體垂直加速度、車身垂直

6、加速度、懸架動行程和輪胎動載荷的影響，對于主動懸架的設(shè)計提供了理論支持。
　　6.研究了主動懸架魯棒狀態(tài)反饋控制問題。以無窮范數(shù)作為閉環(huán)系統(tǒng)性能輸出的優(yōu)化指標(biāo)，并基于系統(tǒng)耗散不等式的性質(zhì)，針對車輛非平穩(wěn)行駛問題，提出一種能有效抑制被控輸出、滿足約束條件下的不變域約束法?？朔艘酝膽壹芸刂蒲芯慷坚槍ζ噭蛩傩旭偣r，但汽車在實際行駛過程中多處于非平穩(wěn)的運行狀態(tài)，如加速超車、減速制動等實際狀態(tài)。應(yīng)用H∞魯棒控制理論，基于線性不定式(