文档介绍：编号
无锡太湖学院
毕业设计(论文)
相关资料
题目: 基于PID控制的1/4车辆主动
悬架仿真研究
信机系机械工程及自动化专业
学号: 0921045
学生姓名: 张安亮
指导教师: 陈炎冬(职称:讲师)
(职称: )
2013年5月25日
目录
一、毕业设计(论文)开题报告
二、毕业设计(论文)外文资料翻译及原文
三、学生“毕业论文(论文)计划、进度、检查及落实表”
四、实习鉴定表
无锡太湖学院
毕业设计(论文)
开题报告
题目: 基于PID控制的1/4车辆主动
悬架仿真研究
信机系机械工程及自动化专业
学号: 0921045
学生姓名: 张安亮
指导教师: 陈炎冬(职称:讲师)
(职称: )
2012年11月12日
课题来源
实际应用
科学依据(包括课题的科学意义和发展趋势;应用前景等)
(1)课题科学意义
车辆行驶平顺性和操纵稳定性逐渐受到人们的重视,传统的被动悬架已不能满足需要。因此,研究设计新型悬架系统,将振动控制到最低水平是提高现代车辆质量的重要措施。为使悬架系统能够适应不同道路和速度条件,各种新型电子控制悬架得到了迅速发展,现代控制理论也在车辆悬架振动控制中得到广泛应用,出现了一系列悬架减振控制技术。针对悬架系统的非线性特点,研究适宜的悬架控制技术是车辆悬架振动性能改进的关键。
建立1/4车辆主动悬架系统和被动悬架系统力学模型,采用PID控制策略应用于主动悬架,运用Matlab/Simulink软件对1/4车辆主动悬架进行仿真分析,并通过与被动悬架的仿真结果对比,以说明运用该控制理论的正确性,且能够较好的改善车辆行驶平顺性和乘坐舒适性以及操作稳定性。
(2)研究状况及趋势
主动控制理论是现代控制理论与汽车动力学理论相结合的产物。在近几十年中,国内外学者在主动悬架控制理论方面进行了大量的研究。国外有影响的学者有Karnopp,Thompson,Crolla和Langlois等人研究的控制理论涉及天棚阻尼控制理论,随机最优控制理论,变机构控制理论等。随着现代控制理论的发展,自适应控制理论,模糊理论,H无穷控制理论,神经网络控制等也日显优越性。国内丁科等人对主动悬架的神经网络控制进行了研究,何渝生等将LQG最优控制理论用于主动控制。
总体上研究趋势是:①建模的合理化、实际化,各控制理论的相互结合和控制过程的实用化是现在悬架研究分析的一个特点。②考虑车辆节能的重大意义,悬架系统能量转换及再利用的原理和机构的研究,也将成为今后主动悬架技术的一个重要发展方向。③悬架系统的寿命及对自身参数变化和外界干扰的适应性需要提高。④用于测量各种参数的传感器在测量精度、安装方便性、成本、抗干扰能力、使用寿命等方面仍需要提高和改进。⑤成本和使用费用问题。主动悬架硬件昂贵,控制过程耗功率高,在设计时要考虑性价比。将主动悬架、侧倾控制和车高控制结合成为发展的热点。
研究内容
①建立悬架的数学模型,学习并运用动力学和车辆构造相关理论,根据牛顿第二定律对汽车悬架系统进行分析简化,建立两自由度主动悬架系统的数学模型。
②建立路面激励模型,提出悬架性能的评价标准,考虑路面扰动对悬架控制的影
响,使用白噪声、阶跃、正弦三种信号系统仿真模型。并且选择车身的加速度、悬架动挠度和车轮动载荷三个评价指标反映车辆平顺性效果。
③选定控制策略并设计控制器,本课题采用具有实际应用价值的PID控制,根据
其原理设计其控制器。
④建立仿真模型,根据悬架系统的控制原理图,在MATLAB仿真环境建立汽车主
动悬架、PID控制器仿真模型,然后对主、被动悬架的性能分析对比。
⑤仿真结果分析,通过对输入信号和控制策略的时域输出分析和比较,归纳总结
出控制策略的优缺点以及控制策略的可行性与有效性。
拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
实验方案
对基于PID控制的1/4车辆主动悬架控制系统进行了仿真,依据控制原理设计了被动悬架、主动悬架模型,并通过软件Matlab 实现该控制策略的主动悬架控制仿真模型。
(2)可行性分析
结合对主动悬架系统及对PID控制系统的研究,可知PID控制对汽车主动悬架系统的控制是可行的。根据主动悬架系统的数学模型,用PID控制方法进行控制仿真,实现对主动悬架振动的有效控制。
研究计划及预期成果
研究计划:
2012年11月20日-2012年12月25日:按照任务书要求查阅论文相关参考资料,填写毕业设计开题报告书。
2013年1月11日-2013年3月5日:填写毕业实习报告。
2013年3月8日-2013年3月14日:按照要求修改毕业设计开题报告。
2013年3月15日-2013年3月