人車(chē)路系統(tǒng)振動(dòng)的時(shí)域控制模擬及其頻譜分析.pdf

1、車(chē)輛懸架系統(tǒng)的主動(dòng)、半主動(dòng)振動(dòng)控制的研究與應(yīng)用被認(rèn)為是人車(chē)路振動(dòng)分析研究的重大突破，它突破了傳統(tǒng)的車(chē)輛設(shè)計(jì)方法即僅依靠人為調(diào)整懸架彈簧、阻尼而改變結(jié)構(gòu)自身性能的方法發(fā)展為由振動(dòng)控制系統(tǒng)主動(dòng)或半主動(dòng)地控制車(chē)輛結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。虛擬激勵(lì)法的研究與應(yīng)用解決了傳統(tǒng)隨機(jī)振動(dòng)分析中的計(jì)算效率低下的問(wèn)題，其基本原理是將隨機(jī)振動(dòng)的問(wèn)題用代數(shù)理論的方法來(lái)求解，比傳統(tǒng)計(jì)算方法快捷簡(jiǎn)便，易為工程人員所接受。本文建立了人車(chē)路模型，采用磁流變阻尼器(MRFD)，設(shè)

2、計(jì)了半主動(dòng)控制懸架，進(jìn)行了人車(chē)路振動(dòng)控制仿真分析，得出了較好的結(jié)果；并且還將此系統(tǒng)運(yùn)用虛擬激勵(lì)法進(jìn)行了振動(dòng)分析，得到了一些非常有意義的結(jié)論。 首先在路面頻域傳統(tǒng)輸入的模型上建立了基于虛擬激勵(lì)法表示的平穩(wěn)單激勵(lì)和多激勵(lì)的路面隨機(jī)輸入；在時(shí)域分析模型中，建立了勻速平穩(wěn)時(shí)域輸入模型和變速非平穩(wěn)輸入模型，這些為下面的分析奠定了基礎(chǔ)。 其次，針對(duì)人車(chē)路模型，分別應(yīng)用模糊控制理論和最優(yōu)控制理論，設(shè)計(jì)了以磁流為控制量，以車(chē)身加速度、車(chē)

3、身速度為控制目標(biāo)的模糊控制器和以人體加速度、車(chē)身加速度、懸架動(dòng)行程與輪胎的動(dòng)位移為控制目標(biāo)的最優(yōu)控制器，編制了時(shí)程仿真MATLAB語(yǔ)言程序，應(yīng)用該程序?qū)蛩佟⒆兯賰晒r下振動(dòng)控制效果進(jìn)行比較。仿真結(jié)果表明，半主動(dòng)控制系統(tǒng)可以改善車(chē)輛平順性，提高人體舒適性，減少車(chē)對(duì)路的作用力，對(duì)于深入分析路面結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)有非常重要作用。 最后，在虛擬激勵(lì)法的基礎(chǔ)上，建立了動(dòng)力學(xué)模型，推導(dǎo)了車(chē)輛非勻速運(yùn)動(dòng)行駛的時(shí)一空頻率關(guān)系，得到了車(chē)輛非平穩(wěn)響應(yīng)的

4、瞬時(shí)功率譜，考察了變速車(chē)輛行駛的平順性。仿真結(jié)果表明，虛擬激勵(lì)法求解人車(chē)路振動(dòng)響應(yīng)，尤其對(duì)于非平穩(wěn)隨機(jī)輸入下的振動(dòng)分析，簡(jiǎn)便快捷，省時(shí)省力，是一種非常有用的研究方法。 本文在人車(chē)路系統(tǒng)的振動(dòng)分析方面做了兩點(diǎn)創(chuàng)新性工作： (1)針對(duì)不同的振動(dòng)模型，分別設(shè)計(jì)了模糊和LQG控制律為基礎(chǔ)的控制器，并依此對(duì)人車(chē)路系統(tǒng)在勻速和變速兩種運(yùn)動(dòng)工況下受路面激勵(lì)的振動(dòng)進(jìn)行了有效的控制，可供類(lèi)似的人車(chē)路系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)、半主動(dòng)控制分析和設(shè)計(jì)時(shí)參考