基于改进天棚控制策略的主动悬架动力学性能研究

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1、2016-06-0717:20:56汽车工程学报2016年3期陈龙+商泽宇+汪若尘+袁朝春以滤波d根据式G(O.4«zkOI-0.-0.IL改进天棚控制策略天棚控制策略叶有效改善车辆的隔振件能，其理论模型如图la所示，原理是假设将减振器安装在簧载质鼠％上，以抑刺车身的振动。但该结构形武是无法实现的，其实际等效模型如图lb所示，通过实时采集车身的速度信息，控制作动器输出理想作动力，从而达到理想的控制效果，提W午辆乘平舒适性。谣耍指出的是，人棚控制策略会对车轮的运动产牛:不利影响，从而影响轮胎接地性，即乍辆的行驶安全性。改进的天棚控制

2、策略下作动器输出的理想作用力可表示为：系统各参参数'”加V(kN•nikJ(kN•me/(Ns-mWo/nV1Gq(/?o)v/(m•s!)H(Z)（i）忒屮：csky为天棚阻尼系数；q为被动阻尼系数。由式（1）吋知，改进天棚控制策略K的主动悬架等效模型即相当r将作动器与被动阻尼器进行并联，如图ib所示。因此，改进天棚控制策略F的主动悬架线性二S由度动力学模型可表示为：I天棚阻J天棚阻尼明显，即乘华驶安全性）的略亦是如此。顾改进天棚朽重点。HD(S)ktmsS2AS其中:A5=ml{msSA+(msc+mnc)S3+ksK+{ms

3、ks+mskt+muks)S2155O2(频率/7Hz(a)车身加速度增益频率J7Hz(b)轮胎相对动载荷增益图3不同n对系统动力学性能的影响摘要：针对采用天棚控制策略的主动悬架无法有效抑制午轮振动，从而影响午辆行驶安全性的问题，提出一种改进天棚控制策略。构建了改进天棚控制策略下的线性二自由度动力学模型，对天棚附尼系数进行了优化设计，以采用天棚控制策略的主动悬架为比较对象，分别进行了频域和吋域内的仿真对比。结果表明，相比天棚控制策略，改进天棚控制策略可有效提髙髙频区的乘坐舒适性和行驶安全性；在相同行驶工况下，改进天棚控制策略的车身

4、加速度均方根值增大了3.36%，但轮胎动载荷均方根值降低了37.61%,证明了改进天棚控制策略的有效性。关键词：主动悬架；改进天棚控制策略；乘坐舒适性；行驶安全性；仿真对比中图分类号：U463.33文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2016.03.04Abstract：Consideringthattheactivesuspensionwithskyhookcontrolstrategycannotsuppressthevibrationofwheeleffectivelyandt

5、hendrivingsafetywillbeaffected,anewmodifiedskyhookcontrolstrategywasproposedinthispaper.Alineartwodegreeoffreedomdynamicsmodelwithmodifiedskyhookcontrolstrategywasestablishedfirstly.Thentheoptimizationdesignoftheskyhookdampingcoefficientwasconducted.Finally，simulation

6、resultswerecomparedinfrequencydomainandtimedomainwiththosefromtheskyhookcontrolstrategy.Theresultsshowthatthemodifiedskyhookcontrolstrategycanimprovetheridecomfortanddrivingsafetyinhighfrequencyregionmoreeffectively.Meanwhile，underthesamedrivingconditions，theRMSvalueo

7、fvehiclebodyaccelerationincreases3.36%,buttheRMSvalueoftiredynamicloaddecreases37.61%，whichshowstheeffectivenessofthemodifiedskyhookcontrolstrategy.Keywords：activesuspension；modifiedskyhookcontrolstrategy；ridecomfort；drivingsafety；simulationcomparison传统被动悬架采用折屮的设计方式，岡

8、定的结构参数使其无法满足不同行驶工况卜的车辆动力学性能要求［1］。主动悬架突破了传统被动悬架的局限性，极大地改善了车辆的动态性能Rh主动悬架主耍也招执行机构和控制策略两大部分，执行机构主耍是根据控制策略的要求输岀作动力。因此，控制策略是主动姑架的设