2级串联式ISD悬架非线性建模与参数优化

基于非线性因素对滚珠丝杠式惯容器实际力学性能的影响机理分析,建立了考虑摩擦以及丝杠弹性效应的惯容器非线性力学模型,进行了惯容器实际力学性能试验,根据试验数据对惯容器非线性力学模型中的参数进行了识别。在此基础上,建立了包含惯容器非线性的两级串联式惯容器-弹簧-阻尼器(ISD)悬架半车5自由度数学模型,通过对悬架参数的灵敏度分析,确定了ISD悬架参数的优化变量。根据车辆行驶平顺性性能评价指标,建立了ISD悬架参数优化模型,并采用粒子群优化算法对两级串联式ISD悬架的参数进行了优化。结果表明,该优化方法在满足车辆行驶安全性和控制悬架撞击限位概率的要求下,座椅处垂向加权加速度均方根降低了24.12%,车辆行驶平顺性得到了显著改善。     

轿车转向系与前悬架耦合动力学特性研究

在考虑簧载质量振动的情况下以轿车转向系与前悬架的耦合非线性振动系统为研究对象,应用集中参数法建立髙维耦合系统的7自由度非线性动力模型,模型中综合考虑轮胎的非线性侧偏特性,悬架的非线性弹簧-阻尼力以及转向系连杆的弹性作用。通过数值仿真研究,揭示了车轮存在失衡量时耦合系统的动态特性和转向系参数、前悬架参数对整车摆振的影响,明确了转向系振动与前悬架振动的相互作用关系,为耦合动力系统的动态设计与综合动力学控制提供了理论依据。     

七自由度车辆悬架系统的数学建模

悬架系统是机动车上的重要部件,其性能的好坏对车辆的平顺性、操纵稳定性和安全性等都有重要的影响。而悬架数学模型的精确性、合理性对悬架的研究起到决定作用。本文以汽车整体为研究对象,进行了力学分析,根据牛顿运动定律推导出悬架各部分的力学微分方程,从而建立了七自由度悬架系统模型,为汽车主动悬架的进一步研究提供了理论基础与依据。     

减振器阻尼比的确定

基于2自由度悬架模型,研究减振器阻尼对平顺性的影响,进而确定阻尼比。根据系统的微分方程,用Simulink建立了零均值白噪声路面速度谱输入的非线性悬架系统模型,进行重复多次仿真得出系统响应量的数值序列。计算到平顺性指标,绘制其等值线图,可以观测压缩行程和复原行程阻尼对平顺性的影响,从而确定合适的阻尼。     

基于二自由度车辆模型的悬架性能研究

以二自由度车辆模型为研究对象,基于车辆动力学和现代控制理论,研究车辆悬架系统的性能.在Matlab/Simulink里建立二自由度车辆振动和随机不平路面仿真模型,进行随机路面输入的平顺性仿真试验,并分析了悬架刚度、阻尼系数及轮胎刚度对悬架性能的影响,得出车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷随悬架刚度、阻尼系数及轮胎刚度变...     

车辆半主动悬架非线性控制方法的研究

考虑磁流变减振器阻尼力和悬架弹性元件非线性特性,建立了车辆半主动悬架非线性动力学模型。应用微分几何非线性控制,经过适当的非线性状态和反馈变换,实现半主动悬架非线性系统的精确线性化,并对系统实施非线性状态反馈控制;根据预定的控制目标及模糊控制策略调节控制参数,设计模糊控制器,对悬架系统进行了控制仿真研究;利用神经网络模式识别能力对输入数据处理辨别,设计控制网络层,从而达到提高悬架工作性能,改善车辆行驶舒适性的目的。将3种非线性控制方法的仿真结果进行分析比较表明：经模糊控制或神经网络控制的悬架冲击响应小、振动强度低,比微分几何控制能获得更优异的性能。     

基于分数阶微积分的汽车空气悬架半主动控制

为研究分数阶微积分在汽车空气悬架半主动控制中的应用效果,建立了4自由度半主动空气悬架非线性动力学模型。采用改进的Oustaloup滤波器算法来模拟分数阶微积分,进而建立分数阶天棚阻尼半主动悬架的仿真模型,将仿真结果与被动悬架和整数阶天棚阻尼半主动悬架进行对比分析。分析结果表明:当汽车以20 m/s的速度行驶在B级路面时,与被动悬架相比,整数阶和分数阶天棚阻尼半主动悬架的车身垂向加权加速度均方根值分别减小了31.9%和43.9%,车身俯仰角加速度均方根值分别减小了23.1%和30.7%;基于分数阶微积分的天棚阻尼控制策略能更有效地抑制车身共振,改善乘坐舒适性。     

基于MATLAB/SIMULINK的油气悬架动力学仿真

建立了单气室油气悬架的非线性数学模型和二自由度汽车振动模型,利用蒙特卡洛法构造了路面不平度时间函数,利用MATLAB/SIMULINK进行了时域仿真。分析了油气悬架主要参数包括蓄能室初始体积、主活塞杆面积、阻尼孔面积变化对车辆平顺性、安全性的影响,得出了某型油气悬架结构参数的可行设计范围。     

基于动态K&C试验台的汽车平顺性与操稳性分析

根据GB/T7031-2005《机械振动道路路面谱测量数据报告》中标准,在MATLAB/Simulink建立随机路面作为激励输入,进行七自由度整车模型的仿真分析。并将随机路面模型导入ADAMS中进行悬架动态仿真,分析悬架动态K&C特性对汽车性能的影响。传统基于静态K&C特性分析的系统参数设计不足以满足复杂工况下整车对悬架的性能要求,而动态K&C试验具有更精确的响应结果更能反应悬架的实际使用状态。以MATLAB/Simulink建立的随机路面通过迭代得到试验台的驱动谱,在动态K&C试验台进行试验,验证随机路面模型和整车模型的准确性,分析随机路面激励下的悬架动态K&C特性对汽车平顺性和操纵稳定性的影响,为以后悬架性能的研究提供一些参考。     

含双间隙模型轿车转向系非线性动力学特性研究

轿车大部分属于独立悬架汽车,前桥是断开式的,转向系结构比非独立悬架汽车复杂,前轮发生摆振的原因不明,严重阻碍了车辆的摆振控制。前轮的长期摆振会导致车辆发生爆胎,失去操纵稳定性。针对该问题综合考虑转向机构弹性与非线性因素的影响,包括转向横拉杆两端铰链间隙、齿轮齿条转向器啮合间隙,轮胎非线性侧向力和主销处干摩擦等,基于第二类拉格朗日方法建立转向系4自由度髙维非线性振动模型,通过数值计算得出车轮存在不平衡质量时转向系统的非线性参数、结构参数以及安装位置参数对模型振动特性的影响规律,揭示了参数间的相互影响关系和系统的振动特点,为轿车转向系参数的动态设计与合理匹配及摆振控制提供了理论依据和技术支持。     

基于PID控制的拖拉机半主动悬架设计与仿真

以拖拉机为研究对象,提出用半主动悬架代替传统的被动悬架来改善其行驶平顺性。对7自由度拖拉机全车模型,建立悬架数学模型;利用MATLAB/Simulink搭建悬架仿真模型,并为模型引入PID控制模块,在白噪声路面激励下开展仿真试验。通过比较半主动悬架和被动悬架的仿真图线,证明半主动悬架能有效改善拖拉机的平顺性能,提高驾驶员乘坐舒适性。     

油气分离式单气室悬架刚度与阻尼性能研究

在分析油气分离式单气室悬架工作原理和结构的基础上，建立了油气悬架的非线性数学模型。对油气悬架的系统性能作了仿真分析，并通过油气悬架的性能试验验证了模型的正确性。本文还研究了油气悬架的刚度特性和阻尼特性，以及主要结构参数对油气悬架刚度特性和阻尼特性的影响，研究表明油气悬架兼有非线性刚度特性和非线性阻尼特性。     

刚度和阻尼系数对LQG控制主动悬架控制的影响分析

分别基于半车4自由度线性与非线性车辆模型,设计了主动悬架LQG控制器,并通过理论推导和数值仿真解析了刚度和阻尼系数对悬架控制的影响。线性模型理论推导表明,LQG控制主动悬架系统的Ricatti方程的解与刚度和阻尼系数无关,进而得出了该主动悬架的时域响应与刚度和阻尼系数无关的结论。线性模型数值仿真表明,由刚度和阻尼系数产生的被动力与主动控制力组成的整体控制力相互独立且不受刚度和阻尼系数的影响;主动控制力的全局阻尼特性随着其并联阻尼的增加而明显由正特性转变为负特性。针对通用的非线性车辆模型,通过控制系统线性化、线性化后控制系统LQG控制器设计及控制反线性化这3个环节完成非线性主动悬架的LQG控制设计。设计过程表明,非线性刚度和阻尼系数的力作用在控制系统线性化和控制反线性化中被抵消,使得悬架的整体控制力不受此两系数的影响,说明以上线性主动悬架的研究结论也适用于具有非线性刚度和阻尼特性的主动悬架。     

拖拉机油气悬架振动特性仿真研究

以拖拉机减振为目的,建立了二自由度拖拉机油气悬架系统的数学模型,分析了油气悬架系统数学模型的非线性特性。运用AMEsim仿真软件,采用阶跃信号、谐波信号和随机信号模拟拖拉机典型行驶路况,对比分析了被动悬架和油气悬架的振动特性,验证了数学模型的正确性。通过比较两种悬架的振动特性、非线性特性和车身高度偏离静平衡状态的程度等3项指标可知:采用油气悬架可明显改善拖拉机悬架的振动性能,提高行驶平顺性和乘坐舒适性。     

基于联合仿真的半主动悬架车辆行驶平顺性研究

为研究半主动悬架车辆行驶平顺性,利用SIMPACK软件建立了整车多体动力学模型,并在半主动悬架七自由度整车行驶动力学模型的基础上,应用Matlab/Simulink软件设计神经网络模型参考自适应控制算法,建立了一个半主动悬架控制策略研究的集成环境,利用该集成环境对磁流变阻尼器的半主动悬架车辆行驶平顺性进行联合仿真.仿真结果表明,与被动悬架相比,当汽车以60 km/h和120 km/h在C级路面上行驶时,车身垂向、俯仰、侧倾加速度均方根值分别下降了32.33%、28.09%、35.93%和41.56%、18.52%、22.97%.基于神经网络模型参考自适应控制的磁流变半主动悬架可以有效衰减车身的振动,改善车辆的行驶平顺性.     

双钟摆主被动悬架式大型喷雾机喷杆动力学仿真与试验

大型喷杆式喷雾机在田间作业时,喷杆运动严重影响了喷雾分布,悬架系统是控制喷杆动力学行为的关键装置,既要隔离来自车体的高频扰动,又要使喷杆跟踪低频的地面坡度变化,时刻保持与地面(或作物冠层)平行。为了研究双钟摆主、被动悬架机构的动力学特性,综合考虑车体运动耦合作用、地形坡度变化、摩擦等因素,使用第二类拉格朗日动力学方法建立描述喷杆动力学行为的数学模型。首先进行被动悬架动态特性研究,分析阻尼、摩擦、摆钟长度等因素对响应特性的影响;然后建立基于液压比例控制的主动悬架Matlab/Simulink仿真模型,揭示控制系统增益系数、时间常数、悬架结构参数等对喷杆响应特性、跟踪误差的影响规律。利用Stewart六自由度运动模拟平台及动态测试系统,对28 m大型喷杆悬架系统进行瞬态响应测试和频响测试,频响试验值与数学模型预测值均方根误差为0.087,表明模型可用于预测喷杆动态响应特性,指导悬架参数科学配置。     

基于电磁阀减振器的1/4车辆半主动悬架非线性控制

在电磁阀减振器力-速度特性试验基础上,针对电磁阀减振器1/4车辆半主动悬架非线性特性和电磁阀减振器可调阻尼力输出饱和特性,提出一种基于输入饱和的滑模控制策略。建立半主动悬架1/4车辆非线性模型和输入简化的悬架参考模型。设计半主动悬架1/4车辆非线性模型滑模控制器,同时考虑电磁阀减振器阻尼力存在的输出饱和特性,设计辅助分析系统,以控制补偿信号对滑模控制器进行饱和补偿。Matlab/Simulink仿真与台架试验结果表明:设计的输入饱和滑模控制器能有效消除电磁阀减振器输出饱和特性影响,使电磁阀减振器半主动悬架车身垂向加速度、悬架动挠度等性能指标很好地跟踪或接近悬架参考模型理想输出,优化电磁阀减振器半主动悬架非线性控制与设计,有效改善车辆乘坐舒适性。     

空气悬架对提高车辆抗倾翻能力的分析

针对近年来商用车侧翻事故的凸现,提出了一种利用空气悬架提高车辆倾翻阀值,减小车辆倾翻危险的方法,编写了控制器,在MATLAB中SIMULINK下建立了七自由度车辆模型,并进行了仿真。仿真结果表明,半主动空气悬架能够有效提高车辆倾翻阀值,提高车辆抗侧翻能力。     

某轿车空气悬架PID控制系统仿真研究

以某轿车空气悬架为研究对象,考虑空气悬架的动力学特性和PID控制特点,再结合1/4二自由度空气悬架模型在MATLAB/Simulink中搭建PID控制空气悬架模型.利用仿真模型对轿车空气悬架系统在不同工况下的动挠度、轮胎动行程和车身垂直方向振动加速度进行仿真分析,证明PID控制空气悬架相对于传统的被动空气悬架可以更好地...     

某工程车辆油气悬架阻尼特性的仿真研究

结合某型工程车辆,建立其双气室油气悬架的物理模型和非线性阻尼数学模型,基于MATLAB/Simulink模块建立了相应的仿真模型。利用该模型研究了激振信号对油气悬架阻尼特性的影响。结果表明,该油气悬架具有非线性变阻尼特性,对高频、大振幅激振信号减振效果优越,适用于恶劣环境下高速行驶的车辆。