阻尼连续可调减振器建模及控制策略研究

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1、阻尼连续可调减振器建模及控制策略研究刘尚鸿2015年6月中图分类号：U463.33UDC分类号：629阻尼连续可调减振器建模及控制策略研究作者姓名刘尚鸿学院名称机械与车辆学院指导教师赵玉壮答辩委员会主席李晓雷教授申请学位工程硕士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月ModelingofContinuouslyAdjustableShockAbsorberandResearchofSemi-activeSuspensionControlAlgorithmCandidateName:LiuShanghongSchoolorDepartment:Scho

2、olofMechanicalEngineeringFacultyMentor:Lect.ZhaoYuzhuangChair,ThesisCommittee:Prof.LiXiaoleiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:VehicleEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:June,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他

3、人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要悬架系统是决定车辆行驶平顺性和操纵稳定性的关键因素。半主动悬架解决了被动悬架存在的平顺性与稳定性的矛盾，能够在任意道路工况下更好的兼顾行驶平顺性和操纵稳定性，其在控制品质上接近主动悬架，而且结构简单，价格相对便宜。本文研究了半主动悬架的核心阻尼连续可调减振器，建立减振器的数学模型和AMESim模型，基于非线性半主动悬架四分之一模型对阻尼控制策

4、略进行研究，为阻尼连续可调减振器在实车上的应用提供理论参考。论文的主要研究内容和结论如下：（1）悬架系统的主要外部输入是路面不平度，利用MATLAB建立随机路面模型，并对随机路面模型进行了仿真验证。然后进行悬架系统的阻尼匹配研究，对建立的阻尼连续可调减振器进行验证，满足车辆在不同路面对减振器的使用要求。（2）分析双筒式减振器工作原理及其结构特点，在此基础上分析阻尼连续可调减振器的工作原理及其结构特点，建立阻尼连续可调减振器的复原行程和压缩行程的数学模型，然后建立阻尼连续可调减振器的AMESim模型，为后续的半主动悬架控制策略研究奠定基础。（3）基于建立的阻尼连续可调减振器模型

5、，利用AMESim和MATLAB联合仿真，得到了阻尼连续可调减振器的阻尼特性曲线。然后通过改变阻尼连续可调减振器主要参数，分析减振器主要参数对减振器外特性的影响，为阻尼连续可调减振器的设计和工程化提供理论参考。（4）针对半主动悬架的非线性特性，提出了半主动悬架模型参考滑模控制策略。用天棚阻尼模型作为参考模型，以被控对象和参考模型的误差作为滑模面的设计根据，通过控制半主动悬架系统的阻尼，使得被控对象的振动响应尽可能跟踪参考模型，达到降低簧载质量振动的目的。分析阻尼连续可调减振器的速度阻尼特性曲线，得到减振器活塞杆速度、电磁阀可调节流孔直径和阻尼力之间的关系，进行反求得到某一速度

6、下，期望阻尼力所对应的电磁阀可变节流孔直径，为后续减振器的控制提供有效的数据来源。通过仿真对比了半主动悬架模型参考滑模控制和大、中、小阻尼被动悬架在改善汽车平顺性方面的效果。仿真结果表明，模型参考滑模控制策略在提升汽车行驶平顺性方面控制效果比较好，比较适合半主动悬架的控制。关键词：阻尼连续可调；减振器；建模；控制策略I北京理工大学硕士学位论文AbstractSuspensionsystemisanimportantvehicularsub-systemwhichdeterminesridecomfortabilityandhandlingstability.Semi-acti

7、vesuspensionhassolvedthecontradictionbetweenridecomfortabilityandhandlingstabilityofpassivesuspension,anditcangiveconsiderationstobothsidesinanyroadconditions.Thecontrolqualityofsemi-activesuspensionandactivesuspensionisclose,butsemi-activesuspension’sst