文档介绍：工学硕士学位论文

基于变刚度的车辆悬架减振系统设计研究

迟永一

哈尔滨工业大学
2009 年 6 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号:629 密级:公开

工学硕士学位论文

基于变刚度的车辆悬架减振系统设计研究

硕士研究生: 迟永一
导师:张嘉钟教授
申请学位: 工学硕士
学科、专业: 一般力学与力学基础
所在单位: 飞行器动力与控制研究所
答辩日期: 2009年6月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:
.:629

Dissertation for the Master Degree in Engineering

DESIGN OF THE SUSPENSION
DAMPING SYSTEM BASED ON
VARIABLE STIFFNESS FOR VEHICLE

Candidate: Chi Yongyi
Supervisor: Prof. Zhang Jiazhong
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: General Mechanics and
Mechanics Foundations
Affiliation: Spacecraft Dynamics and Control
Institute
Date of Defense: June, 2009
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
在车辆工程中,车辆操纵稳定性及行驶平顺性日益被人们所重视。悬架
系统对于提高车辆平顺性和操纵稳定性,减少因振动引起的零部件损坏起着
关键作用。近年来,主动车辆悬架及其振动控制系统的研究和开发是车辆动
力学领域的国际性前沿课题。
研究车辆的振动特点,设计性能良好的悬架系统,控制车辆振动是提高
现代车辆综合性能的有效措施。本文根据振动及主动控制理论,对基于变刚
度组合弹簧的悬架减振控制系统及其控制算法进行了深入的研究,设计了一
种新型的变刚度组合弹簧减振系统,主要包括以下三个部分:
首先,建立非线性变刚度组合弹簧的等效模型,进行等效刚度计算。针
对非线性模型不能直接用于系统分析的缺点,采用等效线性化方法分析非线
性变刚度组合弹簧模型;建立了组合弹簧的线性化等效模型,并对组合弹簧
等效刚度线性化处理的合理性进行了仿真分析。
其次,对 1/4 车模型变刚度悬架系统进行了固有特性计算和动力学特性
仿真分析。运用拉氏变化法,对系统进行幅频特性理论推导和数值仿真,证
明通过调节弹簧刚度可以实现悬架良好减振。
最后,采用主动 PID 控制策略,以阶跃激励、正弦激励和随机激励三
种激励为路面输入信号,对车身垂直加速度、悬架动挠度和车轮动载荷进行
了仿真分析。并与被动悬架仿真结果进行了比较。

关键词:车辆;悬架系统;组合弹簧;变刚度;振动;PID 控制
- I -
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
In the vehicle engineering, people are paying increasingly attention to the
handing safety and fort of the vehicle. The suspension system is the
ponent to improve the handing safety and fort as well as to
reduce ponents’ fatigue damage. Recently, the research and exploration
of the active suspension and the vibration control system are the international
foreland issue in the field of vehicle dynamics.
Studying the vibration characteristics of vehicle, designing good
performance suspens