越野车电液主动悬架系统控制技术研究

论文摘要

本文结合吉林大学“985工程”二期汽车工程科技创新平台建设项目,就越野车主动悬架系统及其控制策略进行深入研究。论文提出基于伺服阀控伺服液压缸的液压主动悬架系统,建立了1/2车四自由度主动悬架系统的机械系统动力学模型和液压伺服系统动力学模型。综合考虑主动悬架系统各种控制方法,应用控制系统仿真软件Matlab6.5+Simulink,分别对最优控制、轴距预见控制和轴间预见控制电液主动悬架系统进行了仿真分析。仿真结果表明:最优控制电液主动悬架系统可有效的降低车身加速度,悬架动挠度和轮胎动位移,使车辆行驶平顺性和操作稳定性得到改善,从而验证了所提出电液主动悬架系统方案的可行性;轴距预见和轴间预见控制与最优控制相比较,前轮部分基本没有变化,后轮部分的性能有进一步的明显改善,并且轴间预见控制改善的效果更加明显。同时,运用多学科仿真软件AMESim分析了时变因素及模型简化时一些被忽略的非线性因素对主动悬架系统性能的影响。最后,在多功能液压实验台上进行了伺服阀控制液压缸实验,主要对伺服阀的空载流量特性和液压缸的位移动态响应特性进行了实验,实验结果表明,本文采用的伺服阀控液压缸结构能够满足本课题对主动悬架执行机构的要求。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 悬架系统概述
• 1.3 主动悬架技术的发展现状和趋势
• 1.3.1 主动悬架技术的发展现状
• 1.3.2 主动悬架系统的控制方法
• 1.3.3 主动悬架技术的发展趋势
• 1.4 本课题的意义
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 越野车主动悬架系统原理及构成
• 2.1 主动悬架系统原理
• 2.1.1 主动悬架系统工作原理
• 2.1.2 主动悬架液压系统原理
• 2.2 主动悬架系统构成
• 第3章 越野车悬架系统模型的建立
• 3.1 基于1/2车的悬架系统四自由度模型
• 3.1.1 被动悬架系统模型的建立
• 3.1.2 主动悬架系统模型的建立
• 3.2 主动悬架执行机构模型
• 3.2.1 基本设定
• 3.2.2 阀控非对称缸动力学机构建模
• 3.3 路面激励模型
• 3.3.1 路面不平度的功率谱密度
• 3.3.2 路面输入模型的建立
• 第4章 主动悬架系统控制策略及仿真研究
• 4.1 主动悬架LQG控制的研究
• 4.1.1 最优控制理论概述
• 4.1.2 系统的能控性、能观性分析
• 4.1.3 主动悬架最优控制器的设计
• 4.2 主动悬架部分预见控制的研究
• 4.2.1 部分预见控制理论概述
• 4.2.2 轴距预见控制的研究
• 4.2.3 轴间预见控制的研究
• 4.3 仿真结果及分析
• 4.3.1 Matlab/Simulink仿真模型
• 4.3.2 不同控制方法下的仿真结果
• 4.3.3 仿真结果分析
• 第5章 时变因素对主动悬架系统的影响
• 5.1 AMESim模型建立
• 5.1.1 仿真环境介绍
• 5.1.2 AMESim仿真模型的建立
• 5.2 路面不平度的影响
• 5.3 载重变化的影响
• 5.4 轮胎刚度的变化
• 5.5 油液的温升及老化
• 第6章 主动悬架液压系统实验研究
• 6.1 实验系统总体方案
• 6.2 实验系统软件设计
• 6.3 实验系统设备构成
• 6.4 实验设备标定
• 6.5 实验测试与结果分析
• 6.5.1 实验测试
• 6.5.2 实验结果分析
• 第7章 总结与展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢