受隨機(jī)激勵(lì)車輛非平穩(wěn)行駛平順性分析及控制研究.pdf

1、隨著當(dāng)代車輛工業(yè)的迅速發(fā)展，世界汽車工業(yè)已取得了令人矚目的成就，正朝著安全、舒適、環(huán)保、節(jié)能的方向前進(jìn)，尤其是汽車乘坐的舒適性更是人們追求高品質(zhì)生活的重要體現(xiàn)。汽車行駛平順性是影響汽車乘坐舒適性的重要原因，因此，受隨機(jī)激勵(lì)車輛非平穩(wěn)行駛的平順?lè)治龊涂刂蒲芯恳呀?jīng)成為現(xiàn)在車輛設(shè)計(jì)者關(guān)注的問(wèn)題。
　　論文基于車輛行駛動(dòng)力學(xué)理論，在對(duì)車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模、車輛平順性分析和車輛主動(dòng)懸架控制分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用虛擬激勵(lì)法、逆虛擬激勵(lì)法、LMI理論

2、以及魯棒控制理論等對(duì)車輛平順性、路面譜的識(shí)別、車輛動(dòng)載的識(shí)別和主動(dòng)懸架控制等進(jìn)行了詳細(xì)地分析，并在此基礎(chǔ)上提出了新的建模、分析和控制方法。
　　具體研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下:
　　1.將虛擬激勵(lì)法基本理論應(yīng)用到單輪車模型和半車模型的非平穩(wěn)行駛平順性仿真分析中。由于半車模型的前后輪存在著滯后關(guān)系，因此可以把兩點(diǎn)激勵(lì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成單點(diǎn)非平穩(wěn)行駛激勵(lì)問(wèn)題，建立了兩點(diǎn)車輛非平穩(wěn)行駛路面虛擬激勵(lì)模型，給出了虛擬激勵(lì)法在非平穩(wěn)行駛平順性仿真

3、中的具體應(yīng)用，比較了虛擬激勵(lì)法和傅里葉方法的不同特點(diǎn)，結(jié)果表明了應(yīng)用虛擬激勵(lì)法進(jìn)行汽車行駛平順性仿真分析與傅里葉方法具有等價(jià)性，并且是完全可行的。
　　2.將逆虛擬激勵(lì)法基本原理應(yīng)用到隨機(jī)路面譜的識(shí)別上。用確定性方式求解了平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)的路面譜識(shí)別問(wèn)題。即已知車輛振動(dòng)部分響應(yīng)的自譜與互譜，反求出路面的多點(diǎn)激勵(lì)間的自譜與互譜。通過(guò)采用逆虛擬激勵(lì)法和奇異值分解法的結(jié)合，在一定程度上克服了頻響函數(shù)在近固有頻率附近的病態(tài)，并且充分利用了逆虛

4、擬激勵(lì)法簡(jiǎn)潔、高效的特點(diǎn)，提高了計(jì)算效率，同時(shí)以相干函數(shù)和頻響函數(shù)為依據(jù)來(lái)判斷本方法的可行性?？朔嗽缙诘穆访孀V研究方法的費(fèi)力、耗時(shí)多、不經(jīng)濟(jì)、所得路面不平度對(duì)應(yīng)的功率譜密度與給定的功率譜密度相比都存在一定誤差的缺點(diǎn)。
　　3.將逆虛擬激勵(lì)法基本原理應(yīng)用到車輛的隨機(jī)動(dòng)載識(shí)別上。采用逆虛擬激勵(lì)法推導(dǎo)建立了半車振動(dòng)模型的隨機(jī)動(dòng)載識(shí)別公式方法。根據(jù)半車模型的前輪在不同速度，不同路面上的垂直加速度響應(yīng)譜，對(duì)車輛的隨機(jī)動(dòng)載進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。

5、研究表明，根據(jù)前輪的響應(yīng)模擬出的車輛隨機(jī)動(dòng)載能較好地反映車輛在不同速度、不同路面上的變化規(guī)律。
　　4.將逆虛擬激勵(lì)法基本原理應(yīng)用到車輛的平順性分析上。在未知路面上采用逆虛擬激勵(lì)法進(jìn)行車輛平順性分析，只要給出車輛垂直振動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)頻率響應(yīng)，則使用本文提出的方法研究車輛的平順性是完全可行的。該方法簡(jiǎn)單易懂，避免了構(gòu)建路面激勵(lì)的難題。
　　5.以單輪三自由度車輛模型為研究對(duì)象，分析了車輛懸架設(shè)計(jì)參數(shù)變化對(duì)人體垂直加速度、車身垂直

6、加速度、懸架動(dòng)行程和輪胎動(dòng)載荷的影響，對(duì)于主動(dòng)懸架的設(shè)計(jì)提供了理論支持。
　　6.研究了主動(dòng)懸架魯棒狀態(tài)反饋控制問(wèn)題。以無(wú)窮范數(shù)作為閉環(huán)系統(tǒng)性能輸出的優(yōu)化指標(biāo)，并基于系統(tǒng)耗散不等式的性質(zhì)，針對(duì)車輛非平穩(wěn)行駛問(wèn)題，提出一種能有效抑制被控輸出、滿足約束條件下的不變域約束法?？朔艘酝膽壹芸刂蒲芯慷坚槍?duì)汽車勻速行駛工況，但汽車在實(shí)際行駛過(guò)程中多處于非平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)，如加速超車、減速制動(dòng)等實(shí)際狀態(tài)。應(yīng)用H∞魯棒控制理論，基于線性不定式(