学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

半主动悬架车辆平顺性建模与联合仿真研究

作　者: 朱华
导　师: 胡树根；王耘；宋小文
学　校: 浙江大学
专　业: 车辆工程
关键词: 平顺性半主动悬架 ADAMS 联合仿真
分类号: U463.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 241次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

汽车平顺性是评价汽车性能的重要指标,如何提高汽车行驶平顺性一直是汽车设计人员关心的热点问题。悬架系统作为车辆的总成之一,起着缓冲路面冲击、衰减由于路面不平引起的车身振动等作用,其性能好坏对车辆的行驶平顺性有着非常重要的影响。半主动悬架因其既克服了被动悬架的性能局限又克服了主动悬架的高成本、高能耗的缺点,具有耗能小、成本较低、能显著提高悬架性能等优点而成为研究的热点。本文依托浙江省重点攻关项目“多车型共享底盘平台数字化开发技术及应用”,采用ADAMS/View和MATLAB/Simulink软件相联合,将半主动悬架多体系统动力学模型与其控制系统模型相结合,进行联合仿真研究。本文首先运用多体动力学软件ADAMS的View模块建立了车辆悬架系统的多体系统动力学模型。依据模糊控制理论,利用MATLAB软件设计了两输入单输出的模糊控制器。兼顾模糊控制与PID控制的优点,设计了半主动悬架模糊PID控制器。联合ADAMS/View中所建立的两自由度悬架系统动力学模型和MATLAB/Simulink中建立的控制系统模型,通过ADAMS/Controls接口将悬架多体动力学模型导入到MATLAB中,进行联合仿真。以车身加速度、悬架动挠度、车轮动位移为评价指标,在随机路面输入和正弦路面输入工况下,分别对被动悬架、模糊控制半主动悬架、模糊PID控制半主动悬架进行了基于ADAMS与MATLAB的联合仿真,仿真结果表明：半主动悬架系统的性能明显优于被动悬架系统；与模糊控制相比,模糊PID控制具有更好的控制效果,较大地减少了路面对车身的振动冲击,显著地改善了车辆的平顺性。联合仿真的方法避免了建立繁琐的汽车动力学方程和控制系统传递函数,解决了半主动悬架数学模型建立的难题,可以减少物理样机测试环节的试制、试验的次数,在产品开发阶段,降低设计成本,缩短设计周期,为复杂车辆系统的控制与仿真提供了新思路。本文对于半主动悬架的联合仿真研究,对半主动悬架系统的研究与开发具有一定的指导作用和参考价值。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
第1章绪论  11-24
  1.1 引言  11-12
  1.2 汽车平顺性评价方法  12-14
    1.2.1 主观评价法  12
    1.2.2 客观评价法  12-14
  1.3 悬架系统及其发展概述  14-18
    1.3.1 被动悬架  14-15
    1.3.2 主动悬架  15-16
    1.3.3 半主动悬架  16-18
  1.4 半主动悬架系统国内外研究现状  18-22
  1.5 课题的来源  22
  1.6 本文主要研究内容  22-23
  1.7 本章小结  23-24
第2章多体系统动力学理论及ADAMS软件简介  24-33
  2.1 多体系统动力学简介  24-26
    2.1.1 多体系统动力学的建模与求解  24-25
    2.1.2 多体系统动力学在汽车动力学研究中的应用  25-26
  2.2 ADAMS软件简介  26-32
    2.2.1 ADAMS软件模块介绍  26-28
    2.2.2 ADAMS软件的计算方法  28-32
  2.3 本章小结  32-33
第3章悬架系统动力学模型的建立  33-44
  3.1 ADAMS/View建模与仿真步骤  33-34
  3.2 悬架系统模型的建立  34-39
    3.2.1 车辆模型的简化  34
    3.2.2 悬架空间位置的确定  34-35
    3.2.3 悬架各个构件及运动副的创建  35-38
    3.2.4 模型的验证及空间拓扑关系  38-39
  3.3 悬架性能评价指标  39
  3.4 路面模型的建立  39-43
    3.4.1 路面不平度的功率谱  40-41
    3.4.2 空间与时间频率功率谱的转化  41-42
    3.4.3 MATLAB模拟的随机路面  42-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章半主动悬架模糊PID控制  44-65
  4.1 模糊逻辑控制  44-54
    4.1.1 模糊集合  44-46
    4.1.2 隶属度函数  46-47
    4.1.3 模糊规则  47
    4.1.4 模糊推理  47-48
    4.1.5 反模糊化  48-49
    4.1.6 模糊控制器的结构  49-50
    4.1.7 半主动悬架模糊控制  50-54
  4.2 PID控制  54-58
    4.2.1 PID控制基本原理  55-56
    4.2.2 PID控制参数整定  56-57
    4.2.3 半主动悬架PID控制  57-58
  4.3 模糊PID控制  58-64
    4.3.1 模糊PID控制基本原理  58-59
    4.3.2 模糊PID控制器的基本形式  59-61
    4.3.3 半主动悬架模糊PID控制  61-64
  4.4 本章小结  64-65
第5章基于ADAMS与MATLAB的半主动悬架联合仿真  65-81
  5.1 联合仿真方法简介  65-66
  5.2 联合仿真实现步骤  66-67
  5.3 半主动悬架联合仿真模型设计  67-72
    5.3.1 定义状态变量  67-68
    5.3.2 输入输出设置  68-70
    5.3.3 联合仿真模型的建立  70-72
  5.4 联合仿真结果与分析  72-80
    5.4.1 随机路面输入的时域响应  72-77
    5.4.2 正弦输入的时域响应  77-80
  5.5 本章小结  80-81
第6章总结与展望  81-83
  6.1 总结  81-82
  6.2 展望  82-83
参考文献  83-89
攻读硕士学位期间发表的论文  89

半主动悬架车辆平顺性建模与联合仿真研究

内容摘要

全文目录

相似论文