汽车悬架系统故障诊断方法研究

论文摘要

汽车悬架装置是保证汽车的动力性得到充分发挥,保证汽车具有良好的乘坐舒适性和行车安全性的重要总成。为了保证汽车悬架装置可靠工作,应定期进行悬架性能检测与故障诊断,以对其进行合理的维护和修理,确保其使用性能始终处于良好状态。论文对悬架系统的故障诊断方法进行了深入研究,提出了以车身加速度、车轮相对动载荷、悬架动挠度、车轮振动滞后相位差和悬架间隙等多源信息作为悬架故障诊断参数,采用多源信息融合技术,解决悬架故障多因素耦合问题。构建了基于传递函数的故障诊断参数模型,并通过Laplace变换和大量的实车试验、仿真实验,建立了基于幅频特性特征参数与特性曲线的诊断标准数据库;在构建基于Euclidean距离函数的悬架系统故障诊断模型基础上,实现基于悬架幅频特性的悬架系统故障诊断,并定义了悬架优度以评价非故障悬架性能的优劣程度,使悬架性能的评价定量化、科学化。对于已偏离正常性能的悬架系统,采用模糊诊断方法,建立了基于最大隶属原则的悬架故障诊断模糊综合评判模型,对悬架系统进行综合评判,评判结果表明,利用一种或数种故障征兆可以准确、快速地诊断悬架故障产生的原因和部位。论文还建立了基于Fisher有序聚类分析的汽车悬架间隙识别模型,通过全局优化获得曲线分段的最优解,并采用最小误差函数通过逐级迭代准确识别测试曲线上的最佳分类间隔点,从而实现了悬架间隙的准确识别。总之,论文在悬架故障诊断的数值建模、算法应用、技术实现等方面取得了部分研究成果,对提高汽车检测与故障诊断技术水平和实现车辆故障诊断智能化有指导意义和推动作用,所研究的故障诊断方法在工程应用领域具有理论意义和实际应用价值。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 本论文研究的意义
• 1.2 汽车悬架系统的功用和组成
• 1.3 汽车悬架系统的类型
• 1.4 汽车悬架系统故障诊断国内外发展现状
• 1.5 本论文研究内容
• 1.6 本章小结
• 第2章 汽车悬架检测模型建立及故障诊断参数选择
• 2.1 汽车悬架系统的动力学简化与建模
• 2.2 汽车悬架检测模型的建立
• 2.3 汽车悬架系统常见故障分析
• 2.3.1 减振器失效
• 2.3.2 悬架异响
• 2.3.3 悬架撞击
• 2.3.4 轮胎异常磨损
• 2.3.5 车辆行驶跑偏
• 2.4 汽车悬架系统故障诊断参数选择
• 2.4.1 车身加速度
• 2.4.2 车轮相对动载荷
• 2.4.3 悬架动挠度
• 2.4.4 车轮振动滞后相位差
• 2.4.5 悬架间隙
• 2.5 基于传递函数的汽车悬架故障诊断参数模型的建立
• 2.6 本章小结
• 第3章 汽车悬架系统的故障仿真
• 3.1 汽车悬架试验系统仿真
• 3.1.1 路面不平度的激励仿真
• 3.1.2 汽车悬架系统仿真
• 3.1.3 仿真模型的验证
• 3.2 基于 MATLAB 的振动响应信号的频域特性仿真分析
• 3.2.1 不同阻尼比下悬架幅频特性仿真分析
• 3.2.2 不同刚度比下悬架幅频特性仿真分析
• 3.2.3 不同车身固有频率下悬架幅频特性仿真分析
• 3.3 基于 MATLAB 的汽车悬架系统的故障仿真
• 3.3.1 单因素影响的故障仿真
• 3.3.2 双因素影响的故障仿真
• 3.3.3 多因素影响的故障仿真
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于距离函数的悬架系统故障诊断
• 4.1 测试方法分析与测试模型的建立
• 4.1.1 经典距离函数分析
• 4.1.2 基于 Euclidean 距离函数的悬架故障诊断模型的建立
• 4.2 试验验证
• 4.3 本章小结
• 第5章 基于聚类分析的悬架间隙识别
• 5.1 悬架间隙分析及测试原理
• 5.1.1 轮毂轴承间隙分析及测试原理
• 5.1.2 悬架间隙分析及测试原理
• 5.2 聚类分析理论及算法
• 5.3 Fisher有序聚类法对悬架间隙的识别
• 5.3.1 基于 Fisher 有序聚类法的间隙识别原理及算法研究
• 5.3.2 悬架间隙测试的程序实现
• 5.3.3 Fisher 有序聚类法对悬架间隙的识别
• 5.4 本章小结
• 第6章 多源信息融合模糊诊断方法对悬架系统故障诊断
• 6.1 基于模糊逻辑的多源信息融合诊断理论与方法
• 6.1.1 多源信息融合理论
• 6.1.2 模糊诊断理论
• 6.2 多信息融合模糊诊断算法在悬架故障诊断中的应用
• 6.2.1 悬架故障诊断中多信息融合模型的设计
• 6.2.2 悬架故障的模糊诊断算法
• 6.2.3 隶属函数的确定
• 6.3 试验验证
• 6.4 本章小结
• 第7章 总结
• 7.1 全文总结
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文及科研成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT