电流变液发动机液压悬置控制策略研究

论文摘要

发动机的振动严重影响了汽车的舒适性和平顺性,发动机的振动具有宽频、多源的特征。传统的发动机被动式悬置只能在某一频率范围内起到隔振的作用,无法满足在更宽频率范围内的隔振。本文设计了一种阻尼可调的电流变液发动机悬置,制定了控制策略,使发动机悬置能在更宽的频率范围内隔离发动机的振动,使悬置的性能随着工况的变化而变化,使发动机始终处于一个很好的隔振状态。论文分析了电流变液的特点及机理,设计新型的环行阻尼孔式电流变液悬置,建立并简化其物理模型。采用模糊控制的方法,建立发动机振动控制模型。针对发动机被动式液压悬置和电流变液悬置,分别建立起其控制系统的控制模型。同时以发动机的垂直振动速度和速度变化率作为模糊控制器的输入,以电流变液的可控阻尼力作为输出,建立“以最快速度使发动机振动速度为零”的控制目标,建立合理的控制策略。运用Matlab/Simulink软件与Fuzzy Logic模糊控制工具箱,对建立的控制系统模型进行仿真研究。仿真研究中,以实际的发动机参数作为仿真参数,分别对不同发动机转速工况下的被动悬置和电流变液悬置的控制系统进行仿真分析、对比分析。结果表明,采用电流变液悬置之后,发动机的振动得到了很大的改善。通过仿真试验表明,本文所采用的控制策略在一定程度上是正确的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 发动机悬置的发展及分类
• 1.3 发动机悬置的应用现状
• 1.4 国内外的研究现状及发展趋势
• 1.5 本文研究的主要内容
• 2 电流变液及其悬置的研究
• 2.1 电流变液
• 2.1.1 电流变现象
• 2.1.2 电流变液类产品特点
• 2.1.3 电流变液在汽车工程上的应用
• 2.1.4 电流变液机理特性
• 2.2 电流变技术
• 2.2.1 电流变技术的基本概念
• 2.2.2 电流变技术在国内外研究状况
• 2.3 电流变液悬置及其建模
• 2.3.1 电流变液悬置工作方式及设计
• 2.3.2 电流变液悬置物理模型
• 2.3.3 模型简化
• 2.4 本章小结
• 3 发动机振动分析
• 3.1 发动机激振力分析
• 3.1.1 单缸发动机惯性力
• 3.1.2 直列多缸发动机惯性力
• 3.1.3 本文研究的发动机
• 3.2 发动机隔振技术
• 3.3 发动机振动的度量
• 3.4 控制方法的研究
• 3.5 本章小结
• 4 模糊控制的基本理论
• 4.1 模糊控制的数学基础
• 4.1.1 模糊集合
• 4.1.2 隶属函数
• 4.1.3 模糊语言
• 4.1.4 模糊推理
• 4.2 模糊控制器的设计
• 4.2.1 模糊控制系统工作原理
• 4.2.2 模糊控制器的设计
• 4.3 本章小结
• 5 电流变液悬置模糊控制策略研究
• 5.1 电流变液发动机悬置控制原理
• 5.1.1 控制原理
• 5.1.2 数学模型的建立
• 5.2 模糊控制系统设计
• 5.2.1 确定模糊控制器结构
• 5.2.2 输入输出变量的选择及模糊化
• 5.2.3 确定模糊控制规则
• 5.2.4 反模糊化
• 5.3 本章小结
• 6 仿真建模及仿真结果分析
• 6.1 仿真环境介绍
• 6.1.1 Matlab及其在控制系统设计中的应用
• 6.1.2 Simulink技术简介
• 6.2 仿真结果分析
• 6.2.1 发动机起动工况
• 6.2.2 发动机怠速工况
• 6.2.3 发动机正常运转工况
• 6.2.4 仿真结果分析
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢