人車路系統(tǒng)振動的時域控制模擬及其頻譜分析.pdf

1、車輛懸架系統(tǒng)的主動、半主動振動控制的研究與應(yīng)用被認(rèn)為是人車路振動分析研究的重大突破，它突破了傳統(tǒng)的車輛設(shè)計方法即僅依靠人為調(diào)整懸架彈簧、阻尼而改變結(jié)構(gòu)自身性能的方法發(fā)展為由振動控制系統(tǒng)主動或半主動地控制車輛結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。虛擬激勵法的研究與應(yīng)用解決了傳統(tǒng)隨機(jī)振動分析中的計算效率低下的問題，其基本原理是將隨機(jī)振動的問題用代數(shù)理論的方法來求解，比傳統(tǒng)計算方法快捷簡便，易為工程人員所接受。本文建立了人車路模型，采用磁流變阻尼器(MRFD)，設(shè)

2、計了半主動控制懸架，進(jìn)行了人車路振動控制仿真分析，得出了較好的結(jié)果；并且還將此系統(tǒng)運(yùn)用虛擬激勵法進(jìn)行了振動分析，得到了一些非常有意義的結(jié)論。 首先在路面頻域傳統(tǒng)輸入的模型上建立了基于虛擬激勵法表示的平穩(wěn)單激勵和多激勵的路面隨機(jī)輸入；在時域分析模型中，建立了勻速平穩(wěn)時域輸入模型和變速非平穩(wěn)輸入模型，這些為下面的分析奠定了基礎(chǔ)。 其次，針對人車路模型，分別應(yīng)用模糊控制理論和最優(yōu)控制理論，設(shè)計了以磁流為控制量，以車身加速度、車

3、身速度為控制目標(biāo)的模糊控制器和以人體加速度、車身加速度、懸架動行程與輪胎的動位移為控制目標(biāo)的最優(yōu)控制器，編制了時程仿真MATLAB語言程序，應(yīng)用該程序?qū)蛩佟⒆兯賰晒r下振動控制效果進(jìn)行比較。仿真結(jié)果表明，半主動控制系統(tǒng)可以改善車輛平順性，提高人體舒適性，減少車對路的作用力，對于深入分析路面結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)有非常重要作用。 最后，在虛擬激勵法的基礎(chǔ)上，建立了動力學(xué)模型，推導(dǎo)了車輛非勻速運(yùn)動行駛的時一空頻率關(guān)系，得到了車輛非平穩(wěn)響應(yīng)的

4、瞬時功率譜，考察了變速車輛行駛的平順性。仿真結(jié)果表明，虛擬激勵法求解人車路振動響應(yīng)，尤其對于非平穩(wěn)隨機(jī)輸入下的振動分析，簡便快捷，省時省力，是一種非常有用的研究方法。 本文在人車路系統(tǒng)的振動分析方面做了兩點(diǎn)創(chuàng)新性工作： (1)針對不同的振動模型，分別設(shè)計了模糊和LQG控制律為基礎(chǔ)的控制器，并依此對人車路系統(tǒng)在勻速和變速兩種運(yùn)動工況下受路面激勵的振動進(jìn)行了有效的控制，可供類似的人車路系統(tǒng)進(jìn)行主動、半主動控制分析和設(shè)計時參考