電控空氣懸架系統(tǒng)參數(shù)匹配與優(yōu)化設(shè)計

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1、—分類號：ＩＪ４６３．３３單位代碼；１０３６４密級：１：３７２０４８７學號復傲怎也義ｆ學位論文電控空氣懸架系統(tǒng)參數(shù)匹配與仇化設(shè)計ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＡｉｒＳｕｓｅｎｓｉｏｎＳｅｍＰａｒａｍｅｔｅｒｓｐｙ巧ＭａｔｃｈａｎｄＯｐｔｉｍａｌＤｅｓｉｇｎ研祝生：湯池潛指導教師：陳黎卿教授合作指導教鄭７喉教授申請學位口類級另Ｕ：王學碩古專業(yè)名稱：車輛工程研巧方向：車輛系統(tǒng)動

2、力學所在學院：工學院％答辯委員會主席乂１Ｉ臺：扔年／月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈的學位論文是本人在導師指導下進行的研巧工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得安徽農(nóng)業(yè)大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料一同工。與我作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學位論文作者簽名：／展／如命簽＾日期年月知曰／學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作

3、者完全了解安徽農(nóng)業(yè)大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復印件和電子文件，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)安徽農(nóng)業(yè)大學可從將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，收錄到《中國學位論文全文數(shù)據(jù)庫》，可采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文，向社會公眾提供信息服務(wù)。（保密的學位論文在解密后適用本授權(quán)書）。學位論文作者簽名：於推指導教師簽名；（屯楚簽特ｔ字日期：八奸《月／口曰簽字日期：；Ｖ禪月／ｂ日工學位論文作者畢業(yè)后去向：通作單

4、位：電話：信地址：郵編：摘要本文針對某轎車電控空氣懸架，應(yīng)用仿真分析及臺架試驗方法開展了如下研究工作：多工況下懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對懸架性能的影響規(guī)律，基于單通道電液伺服懸架動態(tài)性能試驗臺的空氣懸架臺架試驗，懸架結(jié)構(gòu)/控制參數(shù)的多目標優(yōu)化以及基于Matlab/Simulink和Adams/Car軟件的帶電控空氣懸架車輛平順性分析及結(jié)構(gòu)參數(shù)匹配優(yōu)化。首先根據(jù)工程熱力學及流體力學理論建立了帶附加氣室空氣彈簧的數(shù)學模型，該模型做了適當?shù)暮喕幚硪约骖櫮Ｐ偷木群脱芯繂栴}的簡便性?？紤]到車輛轉(zhuǎn)向工況下載荷轉(zhuǎn)移對平順

5、性影響，建立了帶轉(zhuǎn)向的三自由度1/4車輛空氣懸架數(shù)學模型。應(yīng)用Matlab/Simulink軟件搭建1/4車輛空氣懸架系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型并開展了多工況下空氣懸架性能的仿真分析，仿真結(jié)果顯示不同路面、車速、轉(zhuǎn)向角均會影響車輛行駛的平順性。在同一工況下，連接空氣彈簧主氣室與附加氣室的節(jié)流孔尺寸變化通過改變空氣彈簧動剛度影響車輛的平順性，節(jié)流孔從關(guān)閉狀態(tài)至逐漸變大的過程，簧載質(zhì)量的振動加速度分別在節(jié)流孔關(guān)閉和空氣彈簧主氣室、附加氣室和節(jié)流孔系統(tǒng)共振處出現(xiàn)峰值。其次為了驗證前期建立的空氣懸架動態(tài)系統(tǒng)模型的精度，在單通道電液伺服

6、懸架動態(tài)性能試驗臺基礎(chǔ)上搭建了空氣懸架試驗臺架，選取不同頻率的正弦信號作為激勵，仿真與臺架試驗獲得的簧載質(zhì)量振動加速度曲線基本吻合，驗證了經(jīng)過簡化處理的懸架系統(tǒng)數(shù)學模型仍符合精度要求。然后設(shè)計了LQR控制器對電控空氣懸架的阻尼力實施控制，在空氣懸架仿真與試驗的基礎(chǔ)上，運用建立的1/4車輛空氣懸架系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型開展電控空氣懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制參數(shù)的多目標優(yōu)化研究。選取與懸架性能有關(guān)的空氣彈簧節(jié)流孔尺寸作為優(yōu)化的結(jié)構(gòu)參數(shù)，選取LQR控制器與振動加速度單項指標有關(guān)的權(quán)系數(shù)作為優(yōu)化的控制參數(shù)，應(yīng)用多種群遺傳算法對結(jié)構(gòu)與控制

7、參數(shù)多目標優(yōu)化后，懸架簧載質(zhì)量振動加速度下降了34.2%，輪胎動載荷下降了5.8%，懸架動行程在允許范圍內(nèi)小幅增大，懸架的綜合性能得到了改善。最后應(yīng)用Adams/Car及Matlab/Simulink軟件對電控空氣懸架車輛實現(xiàn)聯(lián)合仿真分析，在Adams/Car軟件中建立了帶電控空氣懸架的整車虛擬樣機模型，在Matlab/Simulink軟件中建立了帶附加氣室空氣彈簧動態(tài)系統(tǒng)模型及設(shè)計了電磁閥式減振器的PID控制器，基于VB生成用于仿真的不同等級3D等效容積路面。聯(lián)合仿真結(jié)果顯示：相對于被動懸架車輛，帶電控空氣懸架車輛質(zhì)

8、心振動加速度減小了35.4%，質(zhì)心俯仰角加速度減小了46.5%，顯著改善了車輛行駛平順性。III關(guān)鍵詞：電控空氣懸架系統(tǒng)，系統(tǒng)仿真，臺架試驗，多目標優(yōu)化，匹配優(yōu)化IVAbstractThispaperfocusesonacarelectronicallycontrolledairsuspensionwithsimulationan