基于磁流變減振器的汽車半主動(dòng)懸架設(shè)計(jì)與控制研究.pdf

1、高速公路網(wǎng)的建設(shè)和延伸、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)輸?shù)膶?shí)現(xiàn)、出行和運(yùn)輸效率要求的提高，促進(jìn)了汽車工業(yè)的飛速發(fā)展。由于汽車行駛速度的提高，人們對(duì)汽車的行駛安全性、乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性、道路友好性等提出了更高的要求?，F(xiàn)代電子技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和在汽車上的應(yīng)用，為改善汽車性能和滿足人們對(duì)汽車性能的要求提供了手段，各類先進(jìn)的技術(shù)在汽車上得到了應(yīng)用，汽車正成為現(xiàn)代技術(shù)的試驗(yàn)場(chǎng)，集中體現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家技術(shù)發(fā)展的水平。
　　 主動(dòng)/半主

2、動(dòng)懸架是實(shí)現(xiàn)汽車底盤控制的重要部件之一，對(duì)改善汽車的行駛、操縱性能至關(guān)重要。以智能材料磁流變液制作的磁流變減振器具有響應(yīng)快、動(dòng)態(tài)范圍寬、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在建筑、橋梁和汽車上的應(yīng)用成為目前研究的熱點(diǎn)，磁流變減振器為半主動(dòng)懸架的開發(fā)和應(yīng)用提供了新的途徑。但是，除美國(guó)Lord公司推出的磁流變座椅減振器安裝在凱迪拉克汽車上之外，國(guó)內(nèi)外對(duì)磁流變半主動(dòng)懸架的研究大多仍處于理論和實(shí)驗(yàn)室研究之中，主要原因是磁流變半主動(dòng)懸架是一個(gè)存在不確定因素復(fù)

3、雜非線性系統(tǒng)。盡管先前的一些針對(duì)具體問(wèn)題的半主動(dòng)控制算法取得了一定的控制效果，但較少?gòu)恼嚨慕嵌葘?duì)懸架進(jìn)行控制。同時(shí)，磁流變減振器本身的設(shè)計(jì)制造技術(shù)仍不完善，過(guò)去的研究多以雙出桿或者旁路等其它結(jié)構(gòu)，無(wú)法滿足汽車對(duì)減振器的要求。因此，以汽車磁流變減振器設(shè)計(jì)為核心，考慮整車的磁流變減振器半主動(dòng)懸架控制，不但具有很高的理論研究?jī)r(jià)值，而且具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文以單出桿汽車磁流變減振器的設(shè)計(jì)制作為核心，完成了整車半主動(dòng)懸架的數(shù)學(xué)

4、建模、實(shí)車改裝，設(shè)計(jì)了模糊控制、自適應(yīng)變論域模糊控制、魯棒控制和魯棒/自適應(yīng)變論域模糊復(fù)合控制系統(tǒng)，進(jìn)行了大量的仿真和實(shí)驗(yàn)研究。主要包括以下內(nèi)容：
　　 (1)回顧了國(guó)內(nèi)外汽車懸架技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，分析了汽車磁流變減振器的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，給出了本文的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)。
　　 (2)在認(rèn)真分析磁流變減振器動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上，完成了磁流變減振器的數(shù)學(xué)建模和理論分析，根據(jù)汽車對(duì)懸架的要求，設(shè)計(jì)了兩款汽車磁流變減振器，完

5、成了磁流變減振器的總體設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)，為樣品的制作和研究提供了基礎(chǔ)。
　　 (3)在前一章基礎(chǔ)上，對(duì)磁流變減振器進(jìn)行了仿真研究，制作了懸架前后四個(gè)磁流變減振器，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，證明所設(shè)計(jì)的磁流變減振器可以滿足汽車半主動(dòng)控制的要求，為下一步進(jìn)行整車半主動(dòng)懸架控制的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)提供了條件。
　　 (4)完成了轉(zhuǎn)向工況下的整車磁流變半主動(dòng)懸架建模，研究了道路激勵(lì)信號(hào)的生成和驗(yàn)證問(wèn)題，設(shè)計(jì)了整車模糊控制器和利用模糊控制器改變伸縮

6、因子的自適應(yīng)變論域模糊控制器。仿真結(jié)果表明：自適應(yīng)變論域模糊控制效果優(yōu)于模糊控制。
　　 (5)在設(shè)計(jì)整車魯棒控制的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了魯棒/自適應(yīng)變論域模糊復(fù)合控制器，通過(guò)仿真進(jìn)行了魯棒控制和復(fù)合控制策略的性能比較。仿真表明：魯棒控制和魯棒/自適應(yīng)變論域模糊復(fù)合控制都可以有效改善汽車的平順性，但復(fù)合控制效果優(yōu)于魯棒控制。
　　 (6)利用四個(gè)自制的磁流變減振器完成了半主動(dòng)懸架試驗(yàn)汽車的改裝，以ARM單片機(jī)LPC2292為核心