主动动力吸振器在汽车上的应用研究

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随着汽车行业的快速发展,驾驶人员和乘客对汽车的舒适性要求也越来越高;对载货车而言,还要求其在运输过程中能起到保护货物的作用。鉴于此背景下,为了提高乘员的舒适性和保证货物的完好性,研究设计人员从车辆前期研发阶段就必须对车辆的振动性能进行大量分析。可以说,车辆振动传递特性在汽车行业发展过程中扮演着至关重要的角色。  研究人员一般会把研究重点放在提高车辆的平顺性能上,但是,在后期的实验研究中我们却发现,车辆的平顺性提高了,轮胎的接地性能却变差了。为了抑制这种趋势的蔓延,本文提出了在车辆上加装动力吸振器(DVA)。加载动力吸振器后发现,不仅车辆的平顺性能提高了,而且轮胎的接地性能也有一定提高。继而在动力吸振器上加上主动控制器,使其成为主动动力吸振器,研究发现:主动动力吸振器对车辆的吸振效果更优。  本文首先论述了课题的研究背景、振动控制方法和动力吸振器在国内外的研究概况;第二章讲述了动力吸振器的吸振原理,介绍了定点理论、最优同调和最优阻尼理论,分别对无阻尼动力吸振器、有阻尼动力吸振器和主动动力吸振器的吸振特点作了分析,并通过台架试验对动力吸振器的吸振特性加以验证;接着第三章介绍了主动动力吸振器模糊控制理论,并依据此理论在文中设计了两种模糊控制器;第四章提出了在传统1/4悬架模型基础上装载主被动动力吸振器,并对这三种悬架模型进行了仿真研究分析,研究结果表明:装有动力吸振器的悬架振动特性优于传统被动悬架,主动动力吸振器悬架的吸振性能优于被动动力吸振器;第五章在1/4模型的基础上提出了半车九自由度的车辆模型,对比分析了加装主被动动力吸振器前后的车辆振动性能,分析结果可得:主动动力吸振器的车辆模型振动效果优于被动动力吸振器;为了更加真实地再现车辆在行驶过程中的振动传递特性,本文第六章在Adams/Car中搭建装有动力吸振器的整车模型,并在Matlab中设计模糊控制系统,通过Adams/Controls模块将两者联合起来进行联合仿真,分析仿真结果发现:主动动力吸振器的吸振效果最优;文章的最后,对本文的研究工作进行总结和展望。  本文所有的仿真和试验结果皆表明了加载动力吸振器后的车辆在振动传递方面具有优越性;通过设计合理的模糊控制系统,使装有主动动力吸振器的车辆在振动性能上表现更优。
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