基于H∞半主动控制的空气悬架系统的研究

改善车辆的运行品质有两条途径:一是提高道路等级;二是合理设计车辆的悬架参数.对于大部分既有道路来说,道路参数是一定的,要保证车辆的运行品质,在很大程度上取决于车辆悬架系统参数的优化选择.针对车辆悬架系统的功能及物理特性,对空气悬架的H∞半主动控制问题进行了研究:建立空气悬架的数学模型,采用H∞半主动控制技术对空气悬架进行分析,提出了一套以调节空气弹簧阻尼为目的的控制方案,并运用MATLAB/SIMULINK对空气悬架进行了仿真.研究结果表明,H∞半主动控制与空气弹簧相结合可以明显改变悬架性能,进而提高车辆运行的平稳性.     

空气悬架系统参数匹配研究

分析了空气弹簧的非线性弹性特性,建立了空气悬架系统振动的动力学模型,提出了空气弹簧与减振器参数匹配的计算方法及双向作用减振器伸张阻力和压缩阻力的匹配原则,以WG6111EH空气悬架大客车参数匹配为例,通过matlab/simulink模型仿真优选刚度和阻尼参数,试验结果表明,优选出的参数匹配合理,能满足汽车行驶平顺性及操纵稳定性的综合要求.     

空气悬架系统参数的计算与选取

建立了空气悬架系统的振动模型，提出了对空气弹簧和减振器的参数进行计算以及型号选取的具体方法，经试验结果证明，用该方法确定空气悬架的有关参数，能够有效降低汽车的固有振动频率，减小车身振动加速度，提高车辆行驶的平稳性。     

重型车辆空气悬架参数匹配与性能分析

根据车辆动力学模型简化原则,确定某重型货车前后悬架空气弹簧刚度及减振器参数,并建立相应三维模型。根据三维模型参数,在AMESim中建立二分之一车辆模型,并利用滤波白噪声法建立了C级路面激励。通过计算,对前后悬架不同阻尼值下的悬架参数进行匹配研究,分析了空气悬架阻尼值的改变及匹配对车辆行驶平顺性、操纵稳定性以及道路友好性的影响。     

基于模型参考的主动空气悬架模糊自适应滑模控制

针对主动空气悬架这种时变、非线性复杂系统,以空气悬架客车1/4模型为控制对象,提出了模糊自适应滑模控制策略(FASMC),其中模糊自适应系统用来处理空气悬架系统的非线性和参数不确定性,并以最优控制的理想空气悬架作为参考模型。仿真试验表明,所提出的控制器能够有效降低车身振动幅度、提高车辆的可操纵性。     

汽车非线性悬架最优控制的研究

建立了车辆两自由度非线性动力学模型及包含悬架刚度立方非线性的运动微分方程,运用Runge-Kutta方法求出了被动悬架与半主动悬架系统对水泥路面、搓板路面、卵石路、鱼鳞坑路4种路谱的响应,采用模拟计算法得出车身竖直振动加速度的均方根值,并将被动悬架与半主动悬架系统的响应进行比较,在振动舒适度改进的同时,悬架弹簧的变形量增大,因此应该合理选择系统参数为汽车的动态设计提供了理论依据.     

基于神经网络的车辆空气悬架系统阻尼优化

在研究膜式空气弹簧结构参数和受力状况关系的基础上,建立了空气悬架车辆的柔性双质量振动模型,并对模型进行了仿真计算和分析.采用径向基函数神经网络,对空气悬架系统阻尼进行了不同负载工况下的多级优化.结果表明,空气悬架系统阻尼最优值随着载荷的减少而降低,优化阻尼后的车辆,在保证悬架行程的情况下,同时提高了平顺性和轮胎接地性能.     

某型6×4载货汽车空气悬架系统设计分析

针对传统钢板弹簧悬架导致载货车辆的平顺性、道路友好性较低的问题,在现有某型6×4钢板弹簧悬架栽货汽车的基础上,进行了空气悬架改装设计。通过前、后空气悬架的刚度、阻尼系数、偏频的设计计算,确定了空气悬架系统主要设计参数,并在此基础上进一步校核了空气悬架的侧倾刚度。研究结果对多轴载货车辆空气悬架系统的设计具有参考价值。     

某型6×4载货汽车空气悬架系统设计分析

针对传统钢板弹簧悬架导致载货车辆的平顺性、道路友好性较低的问题,在现有某型6×4钢板弹簧悬架载货汽车的基础上,进行了空气悬架改装设计.通过前、后空气悬架的刚度、阻尼系数、偏频的设计计算,确定了空气悬架系统主要设计参数,并在此基础上进一步校核了空气悬架的侧倾刚度.研究结果对多轴载货车辆空气悬架系统的设计具有参考价值.     

空气弹簧动态特性拟合及空气悬架变刚度计算分析

为深入研究车辆空气悬架的性能,在悬架系统动力学模型的建立和仿真计算过程中,需要考虑空气弹簧的刚度随弹簧载荷和工作高度改变而变化的特点。根据空气弹簧的动态特性试验数据构成一簇有规律曲线的特点,分别以弹簧工作高度和初始载荷为自变量进行两次曲线拟合,用非线性曲线拟合方法代替气体状态方程,得到空气悬架使用条件下空气弹簧的刚度工作曲线方程。在悬架半车离散状态空间模型仿真的每个计算步长开始时,随悬架动挠度的实时状态来确定模型中空气弹簧的刚度计算数值,从而达到对空气悬架进行变刚度仿真分析的目的。采用此方法计算的某客车空气弹簧气压瞬态响应与滚下法悬架固有频率试验时测到的空气弹簧气压曲线更接近,提出的空气弹簧变刚度特性拟合处理和悬架模型变刚度仿真方法有效。     

某型6×4载货汽车空气悬架系统设计分析

针对传统钢板弹簧悬架导致载货车辆的平顺性、道路友好性较低的问题,在现有某型6×4钢板弹簧悬架栽货汽车的基础上,进行了空气悬架改装设计。通过前、后空气悬架的刚度、阻尼系数、偏频的设计计算,确定了空气悬架系统主要设计参数,并在此基础上进一步校核了空气悬架的侧倾刚度。研究结果对多轴载货车辆空气悬架系统的设计具有参考价值。     

聚焦车用橡胶空气弹簧悬架新技术

车用橡胶空气弹簧悬架是连接车辆车身和车轮之间一切传力装置的总称,当车辆在不同路面上行驶时,由于悬架系统实现了车身和车轮之间的弹性支承,有效地降低了车身与车轮的振动,从而改善了车辆行驶的平顺性和操纵稳定性。综述了车用橡胶空气弹簧悬架系统的功用与应用范围,介绍了车用橡胶空气弹簧悬架系统的种类和特点,分析了车用橡胶空气弹簧悬架的性能特点,研究了橡胶空气弹簧悬架的结构原理,指出了车用橡胶空气弹赞悬架技术发展趋势。     

空气弹簧悬架的鲁棒控制仿真研究

分析基于空气弹簧的空气悬架系统,建立了车辆二自由度动力学模型,用Matlab计算出车身垂直振动加速度均方根值。构建了以加速度均方根值为目标函数的刚度阻尼匹配模型,对空气悬架的阻尼进行了优化匹配。仿真结果表明,车辆的行驶平顺性可明显改善。     

附加气室容积可调空气悬架系统的决策控制

为提高车辆在不同行驶工况下的减振性能,建立1/4车辆的非线性动力学模型,提出附加气室容积可调空气悬架系统控制的优化分析及计算方法,设计刚度可调的空气弹簧及空气悬架的决策控制系统。在仿真计算的基础上,进行刚度可调空气悬架系统的台架试验,分析采用决策控制后悬架系统的动态特性。仿真及试验结果基本吻合,实现了根据车辆行驶工况,实时改变附加气室的容积,提高了车辆行驶平顺性。该研究验证了控制策略的有效性,为刚度可调空气悬架系统设计开发提供了新方法。     

带附加气室空气悬架的综合性能优化

以带附加气室的空气悬架为研究对象,基于流体力学与工程热力学,建立空气弹簧-连接管路-附加气室数学模型;考虑到空气弹簧刚度的非线性,将其以空气弹簧非线性力的形式引入到1/4车辆动力学模型中;以寻求车辆乘坐舒适性、轮胎接地性与操纵稳定性的综合性能最优为目标,对典型工况下的附加气室容积与减振器阻尼进行寻优。优化结果表明,悬架的综合性能、乘坐舒适性得到改善,轮胎接地性与操纵稳定性略有降低。台架试验与仿真结果基本吻合。     

基于两级蓄能器结构油气悬架的特性研究

针对重型车辆在空载和满载工况下载荷差距较大的特点,在传统液压弹簧悬架基础上设计了适合车辆作业要求的两级蓄能器结构的油气悬架系统,建立了液压弹簧悬架与两级蓄能器结构油气悬架刚度和阻尼的数学模型以及单悬架的振动模型,对比分析了在模拟随机路面输入下,悬架在空载与满载工况下的振动特性。仿真与试验结果表明:通过对两级蓄能器参数的合理匹配,能够使悬架系统的固有频率在两种不同工况下基本一致,验证了改进后的两级蓄能器油气悬架在改善车辆行驶的平顺性和稳定性效果显著。     

车辆空气弹簧参数对动力学性能的影响

基于气体热力学和流体力学在AMESim平台建立非线性空气弹簧模型,将其应用到UM建立的高速车辆模型中,对比分析了空气弹簧非线性弹簧模型和线性模型对车辆动力学性能的影响,研究了空气弹簧结构参数对车辆运行平稳性的影响.仿真计算结果表明:非线性空气弹簧要比线性弹簧更接近实际且在低频时非线性特性较为明显.橡胶气囊体积和节流孔直...     

高速列车空气弹簧横向特性动力学建模与应用

为了优化高速列车空气弹簧的横向动力学特性,以含附加气室与节流阻尼孔的高速列车空气弹簧为研究对象,分析了橡胶气囊在横向变形下的受力状态,采用橡胶材料的本构关系对橡胶气囊的摩擦力、线弹力进行了描述,建立了空气弹簧横向非线性模型。基于实测数据和有限元方法辨识了摩擦力、线弹力和其他动力学参数,试验验证了该模型的准确性,探究了空气弹簧横向刚度特性的影响因素。将该模型直接导入到车辆动力学模型中进行联合仿真,计算空气弹簧模型对车辆运行平稳性、曲线通过性的影响。结果表明：考虑橡胶气囊特性的空气弹簧模型能描述出刚度回滞曲线的两端尖角效应,且与试验曲线更接近;该模型在动力学计算中能降低高速列车的横向平稳性指标,并提高列车通过曲线时的计算精度。     

车辆磁流变半主动空气悬架模糊滑模控制研究

为进一步提高车辆行驶过程中的平顺性,提出了一种半主动空气悬架模糊滑模控制策略.对空气悬架系统所用的磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)进行力学性能试验,利用遗传算法对磁流变阻尼器的改进双曲正切模型进行参数辨识.对空气弹簧建立刚度模型,基于改进双曲正切模型,建立1/4车辆磁流变半主动空气悬架系统模型.针对空气悬架系统的不确定性,建立基于模糊控制的滑模变结构控制策略;通过调整滑模控制的边界层,有效地抑制抖振对控制精度的影响,从而确保了系统的稳定性.以随机路面激励作为输入,分别对被动空气悬架、基于模糊PID控制和基于模糊滑模控制的半主动空气悬架进行仿真分析,结果表明基于模糊滑模控制的半主动空气悬架具有更好的减振性能和乘坐舒适性.     

基于功率键合图理论的油气弹簧悬架仿真分析

基于功率键合图理论建立了全路面起重机双气室油气弹簧悬架系统非线性数学模型,构造了路面不平度时间函数,并在Matlab/Simulink环境下进行仿真,分析了油气悬架缸主要参数对车辆振动规律的影响,验证了油气弹簧悬架的非线性阻尼特性和非线性刚度特性,证明了功率键合图理论在此领域的可行性和功率键合模型的正确性,为进一步的整车仿真和控制策略研究提供了理论依据。