基于油气悬架的车身高度控制与抗侧倾性能研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要悬架是车辆底盘上一个重要的部件，它对车辆的平顺性和操纵稳定性能有着决定性的影响，油气弹簧悬架采用氮气作弹性介质、液压油作阻尼介质，因此具有良好的非线性刚度和阻尼特性，使之在一些重型工程车辆和豪华轿车中得到应用。油气悬架可以设计成被动悬架、半主动悬架和主动悬架等类型，各有优缺点。本文结合国内外油气悬架的研究和应用状况，首先对油气悬架的结构、类型、特点以及应用状况做出阐述，然后对油气悬架系统建立有效的数学模型，通过MATLAB对模型仿真求解。为了验证所建立模型的正确性，专门设计了两级气压式油气隔离式油气弹簧作台架试验对比仿真结果，研究油气悬架的刚度特性和阻尼特性

2、，对油气弹簧的几个主要结构参数进行MATLAB仿真分析，研究其对油气悬架非线性刚度特性和非线性阻尼特性的影响。通过油气弹簧缸体与杆系结构的运动实现对车身姿态的控制是油气主动悬架的一个显著的优点，在消除车身侧倾方面，油气主动悬架也有着较大的潜力。因此本文侧重油气悬架的这两个特点，即对油气悬架车身姿态控制系统的液压油路以及装配独立式或连通式油气弹簧的非独立悬架系统的抗侧倾性能进行研究。在对车身姿态控制的研究中，设计了可行的液压油路，控制器采用PID控制策略，另外为了提高精度和消除振荡，寻求了一种变结构与PID联合控制策略。而在油气悬架系统对车辆抗侧倾性能的提高方面，本文基于相互独立式与

3、连通式的非独立悬架侧倾模型，通过对比仿真结果得出所期待的研究结论。在侧倾性能的研究中，油气主动悬架控制律的推导采用线性随机二次型最优控制，并且假定系统状态均町测的全状态反馈控制。本文研究结果表明，采用油气主动悬架的车辆比采用传统被动悬架车辆具有更好的抗侧倾性能，可得到更好的操纵稳定性能，并且对】-车身姿态的有效调青，也使得采用油气主动悬架系统车辆的综合性能得到很人的提高。关键词：油气悬架，刚度特性，阻尼特性，参数试验，数学模型，仿真，抗侧倾江苏大学硕士学位论文ABSTRACTAsoneofthemostimportantpartsofthevehiclechassis，thesus

4、pensiondeterminesthevehicleperformanceinrideandsteering．Thehydro—pneumaticsuspensionsystem(HPSS)，beinganewandadvanced锣peofsuspension，usinginertgas—nitrogenaselasticitymediumandoilaspowermediumwhichresultsitsexcellentnonlinearstiffnessanddampingcharacteristics，hasequippedinlotsofheavyconstructi

5、onvehicleandlimousines．Hydro—pneumaticsuspensionCanbedesignedaspassivesuspension，semi—activesuspensionorfullactivesuspensionandeachtypehasitsrespectivegoodandbadpoints．Firstly,thisarticlereferstothedomesticandforeignHPSSresearchachievement，elaboratesthestructure，type，characteristicofHPSSaswell

6、astheapplicationcondition．ThenaneffectivemathematicalmodeloftheHPSShasbeenestablished，alsohasasimulationmodelwritebyMATLAB／Simulinkbeenestablishedtosolvesit．Inordertoconfirmtheaccuracyofthemathematicalmodel，atestpieceoftwolevelbarometricpressuresandoilgasisolationtypeofhydro-pneumaticspringhas

7、beendesignedtotaketheexperiment．Thenitgoesonwiththeanalysisoftherigiditycharacteristicanddampingcharacteristicbythesimulationresultofthehydro—pneumaticspringmodelhasbeencreatedintheMATLAB／Simulinktostudytheinfluenceofitssomeconstruction