文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
车辆半主动悬架系统的仿真建模与模糊控制的满意优化设计
姓名:林慧
申请学位级别:硕士
专业:系统工程
指导教师:金炜东
20070501
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文第车辆悬架系统性能的优劣直接影响车辆的乘坐舒适性和操纵安全性。传统的被动悬架由于其参数固定从根本上造成了两者的矛盾,半主动悬架作为最先进的悬架系统,能根据实时工况,及时地调整阻尼或刚度,使悬架处于最优的减振状态,从而达到两者的完美结合。因此,有关车辆半主动悬架控制技术的研究方兴未艾。系统控制策略设计作为整个半主动悬架控制技术的核心,对悬架特性的影响举足轻重。本文针对车辆悬架系统的特性,将模糊控制理论运用于半主动悬架控制,采用以理想天棚阻尼半主动控制为参考模型的半主动悬架模糊控制系统,并针对影响仿真结果的模糊控制器中的隶属函数、控制规则进行了满意优化设计。本文运用ρХ抡嫒砑⑵鹚姆种怀堤辶阶杂度半主动悬架系统的机械模型。同时,考虑到路面扰动输入对悬架控制的重要影响,建立积分白噪声形式的路面不平度数学模型。根据前人的经验,依据模糊控制原理设计了有参考型的模糊控制系统,并通过软件构建了实现此控制策略的半主动悬架控制仿真模型。在环境下仿真,成功实现了积分白噪声激励下的半主动悬架系统的控制仿真。最后,通过编程调试,运用满意优化设计方法对模糊控制器的隶属函数与模糊控制规则进行优化设计,使半主动悬架系统的性能得到改善。通过仿真表明,半主动悬架的模糊控制与被动悬架控制相比,较大程度地降低了车身垂直加速度;而采用满意优化方法设计的模糊控制器更进一步地减小了车身垂直加速度,控制性能更优。关键词:半主动悬架;满意优化;荒:刂疲环抡
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西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下:芯苛嗽贏/界面下建立机械模型的方法。将建立好的模型成功转变为用于环境下的模型文件,在环境下建立半主动悬架模糊控制的仿真模型,仿真结果表明了协同仿真的方式是可行的,且带参考的模糊控制能够明显使悬架系统的评价指标达到令人满意的结果,减振效果优于被动悬架。诙嗄勘曷庥呕扑隳P筒捎靡糯惴ㄑ坝诺姆绞蕉半主动悬架模糊控制进行优化设计。将半主动悬架的模糊控制器的模糊规则和隶属函数同时优化。优化设计后的仿真结果表明,该方法可以代替传统的以经验累积为基础,避免了设计者的主观影响,提高了半主动悬架的控制性能。
第一章绪论西南交通大学硕士研究生学位论文第车辆悬架系统是车身与轮胎之间一切传递力的连接装置的总称。路面的不平坦,空气动力的作用,牵引力和制动力的作用,使其受到垂直反力,纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩。这些力和力矩都要通过悬架系统传递到车身上。汽车行驶中,路面的不平坦、凸起、凹坑使作用于车轮上的垂直反力起伏波动,产生振动与冲击。在加、减速及转弯、制动时,产生的倾覆力和侧倾力可使车身俯仰和侧倾振动。这些振动与冲击会严重影响车辆的平顺性和操纵稳定性以及汽车零部件的疲劳寿命。为了将车辆的振动控制在最低水平,一方面应使道路铺装率提高,路面凹凸不平减小。另一方面除采用弹性的轮胎以外,还必须设计性能优良的悬架系统,使车身与轮胎之间弹性连接,隔离路面不平引起的振动¨’“。这对于提高汽车的平顺性、操纵稳定性以及可靠性具有极其重要的意义。随着车辆行驶速度的不断提高,人们对乘坐舒适性和安全性也提出了更高的要求,因此悬架系统的设计成为了车辆设计中的重点研究课题之一。控制系统的优化控制问题主要指根据系统的动态特征,选择控制规律,使系统的性能指标更好地满足要求的过程。因此,所谓的“优化设计”概括的说,就是根据给定的设计要求和现有的工程技术条件,运用专业理论和优化方法,综合各方面因素,包括设计要求、性能指标和约束条件等,通过计算机按照规定的性能指标勘函数远〕鲎钣诺纳杓品桨浮А薄6嗄勘曷庥呕椒ǜ隽艘种控制系统参数的自寻优方法,在刂葡低场⒍啾淞肯统以及滤波器的优化设计中取得了令人满意的优化效果№薄N?制系统提供了一种将不同形式的多种性能指标设计与控制器参数优化融合一体的具有广泛适用性的优化设计方法。
⒄瓜肿控制三种类型。凡不需输入能量的振动控制称为被动控制:输入少图卜植煌嘈托芙峁故疽馔西南交通大学硕士研究生学位论文第目前车辆悬架的振动控制可分为被动控