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基于多体模型的汽车主动悬架与制动系统联合仿真研究

作　者: 柴牧
导　师: 董恩国
学　校:
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 主动悬架制动防抱死系统集成控制虚拟样机
分类号: U463.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 6次
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内容摘要

悬架系统和制动系统是汽车底盘的重要组成部分，人们在研究底盘控制时常常将它们分开研究，但汽车底盘各个子系统之间是相互联系、相互影响的。汽车在制动时，由于受制动减速度的影响，汽车将发生前、后俯仰运动，前后轮的载荷也将发生变化。由此可见，制动时悬架系统和制动系统是相互制约、相互影响的。因此，本文通过分析悬架和制动系统之间的联系，设计了一种主动悬架和制动系统集成控制器来减小两系统之间的相互干涉，使两系统的性能都得到一定改善。本文首先在1/4车辆模型的基础上，建立了主动悬架和制动系统的数学模型，并分别设计了相应的控制器。然后利用Matlab/Simulink软件分别建立了两系统的控制模型。通过仿真分析，所设计的主动悬架控制器可以很好的改善车辆的乘坐舒适性和行驶平顺性，ABS控制器可以提高车辆的制动安全性。最后，在已建立的控制系统的基础上，围绕车辆在制动过程中前后轮载荷的变化，设计了一种基于补偿作用的主动悬架和ABS系统集成控制器。利用虚拟样机软件ADAMS建立了简化后的整车模型，通过ADAMS和Matlab/Simulink的通信联系，将ADAMS整车模型导入Matlab/Simulink中，在Simulink中建立控制模型进行联合仿真。仿真结果表明，采用集成控制方法可以有效的减小车身在制动过程中产生的俯仰运动，与主动悬架和ABS系统单独控制相比，不仅减小了制动时间和制动距离，车轮的滑移率也始终保持在最佳滑移率附近，还能有效的抑制了车辆在制动过程时的“点头”现象，使悬架系统和制动系统的各项性能保持在最佳的状态。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-17
  1.1 论文研究背景及意义  8
  1.2 国内外研究现状  8-14
    1.2.1 主动悬架系统研究现状  8-11
    1.2.2 ABS 系统研究现状  11-13
    1.2.3 集成控制研究现状  13-14
  1.3 仿真软件介绍  14-16
    1.3.1 MATLAB/Simulink 软件简介  14-15
    1.3.2 ADAMS 软件简介  15-16
  1.4 论文研究目的及研究内容  16-17
    1.4.1 研究目的  16
    1.4.2 研究内容  16-17
第二章主动悬架模型及控制方法  17-33
  2.1 主动悬架数学模型的建立  17-19
    2.1.1 二自由度 1/4 车辆主动悬架模型  17
    2.1.2 路面模型的建立  17-19
  2.2 主动悬架控制器的几种设计方法  19-27
    2.2.1 最优控制器设计  19-21
    2.2.2 模糊控制器设计  21-25
    2.2.3 PID 控制器设计  25-27
  2.3 仿真分析  27-30
    2.3.1 系统仿真模型的建立  27-29
    2.3.2 仿真结果分析  29-30
  2.4 主动悬架模糊 PID 控制  30-32
    2.4.1 控制策略分析  30
    2.4.2 仿真分析  30-32
  2.5 本章小结  32-33
第三章制动系统模型及 ABS 控制  33-40
  3.1 制动系统模型  33-36
    3.1.1 单轮车辆模型  33-34
    3.1.2 轮胎模型  34-35
    3.1.3 制动器模型  35-36
  3.2 制动防抱死系统（ABS）控制器设计  36-38
  3.3 仿真分析  38-39
  3.4 本章小结  39-40
第四章主动悬架与 ABS 集成控制器设计  40-51
  4.1 制动系统模型  40-43
    4.1.1 半车制动模型  40-42
    4.1.2 轮胎模型  42
    4.1.3 车辆运动模型  42-43
  4.2 车辆悬架模型  43-45
    4.2.1 悬架系统建模  43-44
    4.2.2 路面模型  44-45
  4.3 主动悬架与 ABS 集成控制策略研究  45-46
  4.4 仿真分析  46-49
  4.5 结论  49-51
第五章主动悬架与 ABS 联合仿真研究  51-65
  5.1 ADAMS 软件操作方法简介  51-52
    5.1.1 ADAMS 软件模块介绍  51
    5.1.2 ADAMS 设计流程  51-52
  5.2 整车 ADAMS 建模  52-56
    5.2.1 创建车辆底盘模型  52-53
    5.2.2 创建前、后悬架  53-54
    5.2.3 创建轮胎和地面  54-55
    5.2.4 创建制动系统模型  55-56
  5.3 主动悬架与 ABS 联合仿真分析  56-64
    5.3.1 联合仿真控制方法  56-57
    5.3.2 建立联合仿真模型  57-64
  5.4 结论  64-65
第六章结论及展望  65-67
  6.1 结论  65
  6.2 论文创新点  65-66
  6.3 展望  66-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
攻读硕士期间的研究成果和发表的论文  71

基于多体模型的汽车主动悬架与制动系统联合仿真研究

内容摘要

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