基于MR阻尼器可变刚度和阻尼半主动悬架控制研究

• 作 者: 张庆庆
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 汽车悬架 磁流变阻尼器 模糊控制 可变刚度

随着汽车工业的发展，人们对车辆行驶时的平顺性、乘坐舒适性及操纵稳定性等性能提出了更高要求。作为对汽车性能有重要影响的悬架也就成为汽车设计的一个重要课题，而半主动悬架凭借其价格低、能耗小、结构简单，且其性能接近主动悬架等优点成为悬架研究的重中之重。　　
由于悬架刚度较难控制，目前国内外的研究大部分都集中在改变半主动悬架阻尼上，对同时改变悬架刚度和阻尼的研究较少。因此本文建立一种新型的半主动悬架模型，实现半主动悬架刚度和阻尼的同时可调，分别用开关阻尼控制和模糊：座制对模型进行仿真研究，得出该模型能有效地改善车辆行驶平顺性的理论依据。在此基础上加入磁流变阻尼器，进一步研究可变刚度和阻尼半主动悬架的性能。　　
论文首先在查阅大量有关悬架研究文献的基础上，系统地分析国内外磁流变半主动悬架的发展及研究现状；同时，也对汽车悬架控制技术发展做一定的阐述。　　
其次，在传统半主动悬架的基础上，增加一个阻尼器和弹簧的并联系统，通过改变系统中的阻尼力实现悬架刚度的可调，从而建立能同时改变刚度和阻尼的半主动悬架单自由度1/4车体模型。设计开关阻尼控制器和模糊控制器，使用MATLAB软件对两种控制下的悬架模型进行仿真分析，通过悬架平顺性评价指标，在频域和时域两个方面将仿真结果与被动悬架仿真结果进行比较，分析运用不同的控制策略在改善车辆行驶平顺性上的优劣。　　
再次，建立可变刚度和阻尼半主动悬架二自由度1/4车体模型，设计开关阻尼控制器和模糊控制器。在路面白噪声输入和正弦输入下对两种控制的半主动悬架分别进行仿真分析，并将仿真结果与被动悬架和主动悬架仿真结果比较。　　
最后，在半主动悬架车辆模型中加入磁流变阻尼器，通过磁流变阻尼器来实现车辆模型中阻尼的可变。建立磁流变阻尼器修正Bouc-Wen动力学模型，并将该模型分别加入到开关控制和模型控制下的二自由度可变刚度和阻尼半主动悬架中，在频域和时域两个方面将仿真结果与被动悬架和主动悬架仿真结果进行比较分析，进一步验证分析加入磁流变阻尼器的可变刚度和阻尼半主动悬架的性能。