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大型客车半主动悬挂系统动态特性分析

作　者: 李鹏飞
导　师: 焦映厚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 半主动悬架 磁流变阻尼技术 模糊控制 联合仿真
分类号: U463.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


客车是交通工具中的重要组成部分,在现代社会生活中扮演重要角色。随着科技进步和人们生活水平的提高,人们对客车的乘坐舒适性(即平顺性)、操纵稳定性等性能有了更高的要求。汽车悬架系统与行车制动、减振、转向和传动性能有着密切的关系,它直接影响着车辆的操纵稳定性和舒适性。传统的被动悬架受自身原理限制,减振效果有限。半主动悬架因具有比被动悬架减振效果好且比主动悬架成本低、能耗小的优点而成为该领域的研究热点。本文以某大型客车为研究对象,以研究汽车平顺性为目标,在ADAMS/View中分别建立了刚性车身的被动悬架和半主动悬架整车虚拟样机模型。通过分析客车悬架结构,基于磁流变阻尼器半主动悬架工作原理,结合模糊控制原理,针对客车的垂直振动、侧倾振动和俯仰振动分别制定了半主动悬架系统模糊控制策略,并利用MATLAB/Simulink中模糊控制器设计模块实现半主动悬架系统的模糊控制子系统。基于多系统联合仿真原理,利用所建立的整车虚拟样机和模糊控制子系统,在ADAMS和MATLAB之间建立联合仿真平台,并进行了随机输入和脉冲输入的整车平顺性研究。结果表明:所设计的模糊控制方法能有效提高整车的平顺性。建立车体框架有限元模型,分析车体框架模态,在此基础上建立整车车体有限元模型,利用相同工况下被动悬架和半主动悬架对车体的激励对整车车体有限元模型进行频率响应分析。结果表明:相对于被动悬架,半主动悬架能有效减小车体上关键点的加速度响应。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-17
  1.1 引言  10
  1.2 悬架系统发展现状  10-12
  1.3 磁流变阻尼技术研究现状  12-14
    1.3.1 磁流变阻尼器工作原理  12-13
    1.3.2 磁流变阻尼技术国内外研究现状  13-14
  1.4 半主动悬架控制方法研究现状  14-16
    1.4.1 磁流变半主动悬架系统工作原理  14-15
    1.4.2 半主动悬架系统控制策略研究现状  15-16
  1.5 本课题主要研究内容  16-17
第2章 大型客车整车模型的建立  17-26
  2.1 多体系统动力学和ADAMS软件应用  17-18
    2.1.1 多体系统动力学研究现状及应用  17-18
    2.1.2 ADAMS软件与虚拟样机技术  18
  2.2 大型客车整车系统分析  18-20
    2.2.1 某大型客车基本结构参数  18-19
    2.2.2 整车系统建模分析  19-20
  2.3 客车悬架主要部件、结构模型建立  20-22
    2.3.1 磁流变阻尼器力学模型建立  20-21
    2.3.2 悬架系统中杆系模型的建立  21-22
  2.4 大型客车多刚体整车模型的建立  22-25
    2.4.1 客车前悬架模型的建立  22-23
    2.4.2 客车后悬架模型的建立  23-25
    2.4.3 整车模型的建立  25
  2.5 本章小结  25-26
第3章 大型客车整车悬架系统模糊控制系统设计  26-34
  3.1 模糊控制思想及工作原理  26-27
  3.2 模糊控制器设计基本方法  27-28
    3.2.1 模糊控制器的组成  27-28
    3.2.2 模糊控制器设计方法  28
  3.3 磁流变半主动悬架系统模糊控制器设计  28-33
    3.3.1 垂直振动控制器的设计  29-30
    3.3.2 侧倾振动控制器的设计  30-33
    3.3.3 俯仰振动控制器的设计  33
  3.4 本章小结  33-34
第4章 大型客车整车模型平顺性分析  34-48
  4.1 ADAMS-MATLAB联合仿真原理与实现  34-35
  4.2 大型客车联合仿真模型的建立  35-38
    4.2.1 磁流变阻尼器仿真模型的建立  35-36
    4.2.2 整车联合仿真模型的建立  36-38
  4.3 整车平顺性研究  38-39
    4.3.1 汽车平顺性评价  38-39
    4.3.2 整车模型平顺性评价指标  39
  4.4 路面激励的生成  39-41
  4.5 不同路面激励下整车平顺性仿真  41-47
    4.5.1 脉冲输入行驶试验虚拟仿真及结果分析  41-44
    4.5.2 随机输入行驶试验虚拟仿真及结果分析  44-47
  4.6 本章小结  47-48
第5章 大型客车车体有限元模型的动力学分析  48-57
  5.1 车身框架有限元模型的建立及模态分析  48-52
    5.1.1 车身框架模态分析的意义  48
    5.1.2 车身框架有限元模型的建立  48-50
    5.1.3 车身框架有限元模型模态分析  50-52
  5.2 随机激励下大型客车车体有限元模型频率响应分析  52-56
    5.2.1 模态频率响应分析原理  52-53
    5.2.2 车体有限元模型质量件加载  53-54
    5.2.3 随机激励下车体的频率响应分析  54-56
  5.3 本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-62
致谢  62

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 行走系统 > 悬挂
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