履带车辆半主动悬挂的研究

• 作 者: 鲁中耀
• 出 处: 哈尔滨工业大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 履带车辆 半主动悬挂 阻尼可调减振器 模糊控制 步进电机动态特性

悬挂系统是履带车辆中的重要组成部分之一,不但起着连接车体与负重轮的作用,而且对于改善车辆的平顺性和操控性具有重要意义。被动悬挂是现在使用的主流悬挂类型,其缺点十分明显。半主动悬挂和主动悬挂的参数可以随着车辆工作状况的不同而改变,能使车辆具有更好的平顺性和操控性。而且半主动悬挂的成本远低于主动悬挂,是极具发展前景的高科技产品。阻尼可调减振器和半主动悬挂系统的控制策略是阻尼可调半主动悬挂的两个关键性技术。本文以某履带式车辆为研究对象,开展阻尼可调减振器和半主动悬挂控制策略的研究。首先,本文阐述了被动悬挂、半主动悬挂和主动悬挂的基本概念、整体结构和工作原理。对半主动减振器的发展现状和半主动悬挂的控制策略做了介绍。其次,根据悬挂系统性能的评价指标,建立起半车被动悬挂和半车半主动悬挂的动力学方程。利用滤波白噪声法建立起路面随机激励模型。再次,在分析阻尼可调减振器工作原理的基础之上,建立起减振器复原行程和压缩行程的数学模型,并对模型做了仿真分析。分析了步进电机的动态特性。最后,选择模糊控制作为车辆半主动悬挂的控制方案。利用MATLAB中的Simulink对半车被动悬挂和半主动悬挂进行仿真分析,得到半主动悬挂在车体垂直加速度、车体俯仰角加速度、悬挂动扰度和轮胎动扰度四个主要指标上相对于被动悬挂均有一定程度上的改善。对考虑了步进电机动态特性的阻尼可调半主动悬挂进行了仿真分析。证明了在车辆行驶的平顺性和操控的稳定性上,半主动悬挂具有更为优良的性能。