重型车辆悬架系统优化与仿真

论文摘要

本文研究的重型车辆是以全地面起重机为代表,建立了全地面起重机油气悬挂系统的数学模型。通过建立油气悬挂系统的数学模型,利用AMEsim软件对建立的油气悬挂进行了仿真,探讨了全地面起重机油气悬架模型的液压和机械相关特性。利用优化方法对油气悬挂系统进行了改进研究。本文主要介绍了重型车辆所使用的不同的悬架系统,并对各种悬架系统的分类和工作原理进行了简单总结归纳,最后对某型号全地面起重机的油气悬架液压系统组成和工作原理做了简单分析,并给出了相关的性能参数。并建立了重型车辆双气室油气悬架模型,包括经过简化处理的物理模型及根据物理模型建立的数学模型,确定了关键元件的参数。介绍了油气悬架的性能指标受各参数变化的影响,详述了油气悬挂系统仿真模型的建立过程,具体分析了阻尼孔直径对油气系统悬架性能的影响机理。通过建立悬架系统动力学模型以及采用主动悬架LQG控制器,并将控制器的控制目标选为车辆的车身跳动加速度、悬架动行程及轮胎动位移为优化目标,从对控制器的仿真分析结果和主动悬架的物理仿真结果来看,主动悬架控制下的工程车辆行驶性能远远好于被动悬架工程车辆。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.2.1 全地面起重机产品概况
• 1.2.2 悬架国内外研究概况
• 1.3 课题研究的背景与意义
• 1.4 研究内容
• 第2章 重型车辆悬架系统的工作原理和结构
• 2.1 悬架系统的分类
• 2.1.1 按照控制形式分类
• 2.1.2 按照导向机构分类
• 2.1.3 悬架系统控制方法
• 2.2 悬架系统工作原理
• 2.3 全地面起重机油气悬架液压系统
• 2.3.1 油气悬架液压系统组成
• 2.3.2 油气悬架机构组成与连接
• 2.4 悬架系统性能参数
• 2.5 本章小结
• 第3章 油气悬架模型的建立及仿真分析
• 3.1 模型的简化
• 3.2 数学模型的建立
• 3.2.1 蓄能器气体状态方程
• 3.2.2 双气室油气悬架数学模型的建立
• 3.3 油气悬架参数确定
• 3.3.1 油缸节流孔流量系数
• 3.3.2 油缸单向阀流量压力差特性
• 3.3.3 气体多变指数
• 3.3.4 密封圈摩擦力系数
• 3.4 本章小结
• 第4章 油气悬架系统特性分析
• 4.1 AMESim 软件概述
• 4.2 油气悬架系统仿真模型的建立
• 4.3 阻尼孔直径对油气悬架系统性能的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 工程车辆主动悬架控制器设计与仿真
• 5.1 主动悬架控制器设计
• 5.1.1 悬架系统动力学数学模型的建立
• 5.1.2 悬架系统控制器设计
• 5.2 主动悬架控制器仿真分析
• 5.3 主动悬架物理仿真分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果
• 致谢