汽车双横臂悬架转向系统建模与性能仿真分析

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1、河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告毕业设计（论文）题目：汽车双横臂悬架的动态模拟与仿真专业：车辆工程学生信息：学号:085266姓名:丁国帅班级:车辆C082指导教师:卞学良职称:教授报告提交日期：2012年3月16日一、课题研究的背景在汽车工程领域，汽车系统的的计算机仿真技术正在变得越来越重要。这种应用在于仿真软件能够使用计算机代码和程式去模拟现实中的汽车运动系统，从而尽可能的在虚拟的环境中虚拟的实现研究分析汽车系统的可能。并且由于数字模型可以在虚拟环境中多次重复使用而不受损害，通过修改某些

2、技术或环境参数就又可以测试不同的技术方案，基于上述诸多优点，计算机仿真及建模技术可以大幅度的缩短研发周期，大幅度的提高工作效率，降低研发风险。在汽车行业中，ADAMS是一款非常优秀的运动学与动力学仿真软件，广泛的应用于各个汽车研发部门。悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统(车架或承载式车身)之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。悬架最主要的功能[1]是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的行驶平顺

3、性。为此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性联接，依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的。采用弹性联接后，汽车可以看作是由悬挂质量(即簧载质量)、非悬挂质量(即非簧载质量)和弹簧(弹性元件)组成的振动系统，承受来自不平路面、空气动力及传动系、发动机的激励。为了迅速衰减不必要的振动，悬架中还必须包括阻尼元件，即减振器。此外，悬架中确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩可靠传递并决定车轮相对于车架或车身的位移特性的连接装置统称为导向机构。导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化

4、，以及汽车前后侧倾中心及纵倾中心的位置，从而在很大程度上影响了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆。5河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。二、项目的国内外发展状况及其发展历史本次设计毕业设计中所涉及的悬架系统属于半主动式悬架，半主动悬架的概念首先由Crosby和Karnopp于1973年提出，K

5、arnopp还提出天棚阻尼控制模型和实现方法[5]。直到20世纪80年代初期才有试验性的产品问世，但它投入应用的速度比主动悬架快得多。随着电子技术和计算机技术的发展，半主动悬架逐步从实验室走向工厂。1975年，Margolis等人提出了“开关”控制的半主动悬架，1983年日本丰田汽车公司开发了具有3种减振工况的“开关”式半主动悬架，并应用于ToyotaSoarer280GT型轿车上。1986年，KimBrough在半主动悬架控制方法中引入了Lyapunov方法，改进了控制算法的稳定性。1988年日本日产公司首次将“声纳”式半主动悬架系统应

6、用于Maximas轿车上，它可预测路面信息，悬架减振器有“柔和”、“适中”和“稳定”3种选择状态。20世纪90年代以后，研究的显著特点是新型智能材料在半主动悬架上的运用。1994年，Prinkos等人使用电流变和磁流变体作为工作介质，研究了新型半主动悬架系统。2002年，采用美国德尔福(Delphi)公司磁流变减振器的MagneRide半主动悬架系统应用在CadillacSevilleSTS高档车上，此悬架系统能根据行驶情况自动改变减振阻尼。现阶段对于半主动式悬架更加注重它的刚度可调半主动悬架的研究，阻尼可调减振器的研究，控制理论的研究。

7、刚度可调半主动悬架的研究刚度可调半主动悬架在汽车的应用中有其不可替代的作用，特别是在重型载货车和大客车上，我国对其研究较少，与汽车发达国家差距较大。刚度和阻尼均连续可调的智能型半主动悬架具有很好的应用前景。阻尼可调减振器的研究　　传统可调减振器的研究开发仍有较大的潜力，特别是在原有汽车的改造上。新型可调减振器，特别是磁流变应是研究的重点，包括以下两个方面：一是磁流变材料相关技术研究，二是磁流变阻尼器相关技术研究。控制理论的研究5河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告研究复合控制策略　　在半主动悬架系统30年的研究过程中，已经发表的控制研

8、究方法几乎涉及现代控制理论的所有分支。各种方法均有利弊，综合应用各种方法开发系统控制器是当前的研究热点和发展方向。从目前的研究文献来看，单独利用某一种控制方法进行研究的很少。汽车工业发达国家大