電控懸架一體式空氣彈簧減振器的結構設計、動力學模型及控制策略研究.pdf

1、懸架是汽車底盤的關鍵子系統(tǒng)，其性能對車輛的行駛平順性及安全性都有重要影響。主動和半主動電控懸架通過控制剛度和阻尼以適應汽車行駛條件的變化，能顯著提高整車的行駛平順性和安全性，成為汽車底盤技術領域的研究熱點之一。目前在研究主動/半主動電控懸架時，普遍把彈簧剛度和減振器阻尼作為兩個變量分別進行控制，這對懸架動力學模型的精確度要求較高，因此懸架參數(shù)的攝動、外部激勵的突變和控制過程的時滯等因素一直制約著懸架控制效果的提高。本文從降低主動/半主動

2、電控懸架作動器成本和提高作動器動態(tài)自適應性能出發(fā)，提出了一種阻尼和剛度聯(lián)動可控、采用同軸一體式結構的空氣彈簧減振器，對其工作原理、結構設計、動力學模型、控制策略及動態(tài)性能仿真進行了研究，主要工作如下：
　　 首先，簡要分析了國內外汽車主動/半主動電控懸架及其執(zhí)行裝置的研究現(xiàn)狀，針對目前存在的不足，設計了一種新型的一體式空氣彈簧減振器，介紹了其結構組成和工作原理，并針對某輕型商用車后懸架進行了空氣彈簧減振器結構方案設計。該新型空氣

3、彈簧減振器采用同軸式一體化結構，剛度和阻尼特性具有內聯(lián)性，減振器的阻尼特性由外部電控裝置控制，彈簧的剛度特性則由減振器聯(lián)動調節(jié)。
　　 建立了只考慮一體式空氣彈簧減振器剛度特性的雙氣室空氣彈簧物理模型，在此物理模型的基礎上，應用流體力學等理論建立了一體式空氣彈簧減振器的剛度特性模型，并用對其剛度特性進行了仿真分析，仿真結果表明空氣彈簧減振器能根據(jù)工況自動改變剛度特性。
　　 基于所建立的四分之一懸架動力學模型和各級路面數(shù)

4、學模型，運用遺傳算法對一體式空氣彈簧減振器阻尼進行了多種典型工況下的分級優(yōu)化。在阻尼優(yōu)化方案的基礎上，研究了兩種適用于該減振器的控制策略，壓力控制策略和聯(lián)合控制策略，通過仿真分析，兩種控制策略均能很好的在兼顧安全性的基礎上改善懸架平順性。與原車被動懸架相比，壓力控制對平順性改善效果優(yōu)于聯(lián)合控制，車身加速度最大降低了25．98％；而聯(lián)合控制更好的兼顧了安全性，輪胎動載荷最大可降低13．9％。
　　 最后建立了一體式空氣彈簧減振器動