汽车悬架控制策略的仿真研究.doc

目    录第1章绪论                              9第2章主动悬架控制系统的力学建模                 基于主动悬架的1/4车体二自由度模型      24第3章 随机线性二次型最优控制器      、可观性分析          30第4章 仿真与分析     1/4车体二自由度被动悬架仿真建模    1/4车体二自由度主动悬架建模与仿真      50第5章 总结      51致 谢  53参考文献  54附录1外文翻译  错误!未定义书签。附录2原文影印件  错误!未定义书签。。汽车悬架的作用除了缓冲和吸收来自车轮的振动之外,还要在汽车行驶过程中传递车轮与路面之间的摩擦力,在汽车转向时,悬架还要承受来自车身的侧向力,并在汽车起步和制动时能够抑制车身的俯仰振动,提高汽车的行驶稳定和安全性。根据导向机构不同,汽车悬架可分为独立悬架和非独立悬架两大类。根据悬架控制力可分为被动悬架、主动悬架和半主动悬架。()是传统的机械结构,由弹簧、减震器和导向机构组成。被动悬架的刚度和阻尼系数均不可调,只能在特定的工况下达到最优减振效果,存在明显的共振峰,难以同时获得良好的乘坐舒适性和操纵稳定性,缺乏灵活性。但被动悬架因结构简单、设计容易和制造方便,且无须额外的能量输入,目前在中低档轿车上应用最为广泛。为了进一步改善被动悬架的减振效果,满足现代汽车对悬架提出的更高的性能要求,在桑塔纳、夏利和赛欧等轿车上加强了通过优化寻找最优悬架参数和对悬架导向机构的研究,采用了带有横向稳定杆的多连杆机构悬架系统,在一定程度上改善了被动悬架减振效果[1]。 [2]。主动悬架通常包括三部分:传感器、控制器以及执行机构,并由它们与汽车系统组成闭环控制系统。其中控制器是整个系统的信息处理和管理中心,它接受来自各个传感器的信号,依据特定的数据处理方法和控制规律,决定并控制执行机构的动作,从而达到改变车身的运动状态、满足隔振减振要求的目的。在主动悬架中,1个作动器代替了传统被动悬架中的相应部分它产生的作用力是车辆状态变量的函数,能够根据行驶环境使悬架性能达到最优,但它需要传感器、控制器、作动器、伺服阀等,而且需要提供额外的能源,从而使得造价太高,阻碍了自身的应用推广。根据作动器响应带宽的不同,主动悬架又分为带宽主动悬架和有限带宽主动悬架,在有些文献中也被分别称为“全主动悬架”和“慢主动悬架”。。 全主动悬架全主动悬架系统采用1个可控的作动器取代了被动悬架中的相应部件。作动器通常是一个气动或液动油缸,它具有较宽的响应频带,对车轮的高频共振也可以进行控制。作动器的控制带宽一般应至少覆盖车辆常见的振动频率0~15赫兹,有的作动器响应带宽甚至高达100赫兹。从减少能量消耗的角度考虑,一般情况下也保留1个与作动器并联的传统弹簧,用来支持车身的静载质量。,[3]。半主动悬架由可变刚度的悬架弹簧和可变阻尼系数的减振器组成。其基本工作原理是根据簧上质量相对车轮的速度响应和加速度响应等反馈信号,按照一定的控制规律调节可调弹簧的刚度或可调减振器的阻尼力。半主动悬架在产生力的方面近似于被动悬架,但是半主动悬架的阻尼系数或刚度系数是可变的。通常以改变减振器的阻尼力为主,将阻尼分为两级和三级,由