空气悬架动力学特性及其半主动控制策略研究

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1、密级：公开ＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工学硕±学位论文空气悬架动力学特性及其半主动控制‘策略研究ｎａｍ－ＳｔｕｄｏｎＤｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＳｅｍｉａｃｔｉｖｅｙｙＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｇｙｏｆＡｉｒＳｕｓｅｎｓｉｏｎｐ堪养单位；机械工程学院专业：车辆工程巧究生：张晚磊指导教师：郑巧军教授二〇—五年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的

2、地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名；旅喊豕Ｂ期：訓八呼关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可？采用影印、缩印或其他

3、复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。Ｃ保密的论文在解密后应遵守此规定）Ｗ。＾、＞３作者签名：蘇巧若爲日期：减－＇＞巧导师签名：日期：Ｉ密级：公开工学硕士学位论文空气悬架动力学特性及其半主动控制策略研究StudyonDynamicCharacteristicsandSemi-activeControlStrategyofAirSuspension培养单位：机械工程学院专业：车辆工程研究生：张晓磊指导教师：郑明军教授二○一五年六月摘要摘要快速、有效的半主动悬架控制策略可以在车辆行驶过程中对车身姿态进行适时、准确地调节，能有效提

4、高汽车在恶劣环境和复杂路况下的通行能力，是改善车辆行驶平顺性的主要手段。本文首先对悬架系统及其控制策略进行了概述，介绍了目前常应用于空气悬架控制策略和方法，进而提出了本文的研究目的和意义；用数学方法推导了带附加气室空气弹簧悬架的垂向刚度表达式，并在仿真平台AMESim中对带附加气室空气悬架垂向刚度特性进行了分析，研究了附加气室容积、节流孔横截面积、主副气室容积比对悬架隔振特性的影响；基于路面不平度数学模型，在MATLAB/Simulink中建立了匀速条件下A、B、C级路面仿真模型，根据空气悬架刚度特性分析得出的结论，提出了适用于空气悬架的性能评价指标；建

5、立了半主动空气悬架的动力学方程，基于滑模控制理论，设计了二自由度四分之一车半主动空气悬架的滑模切换面方程，将被控系统与“天棚”阻尼被动系统的运动轨迹跟踪对比，在顺序启动滑模控制量的算法下完成对空气悬架阻尼力的控制调节；利用MATLAB/Simulink平台对半主动空气悬架模型进行了时域和频域仿真，针对空气悬架性能评价指标进行了深入分析；为了进一步优化悬架性能，结合模糊控制理论，设计了模糊滑模控制器，并在C级路面激励下对半主动空气悬架进行了仿真分析，分析结果验证了控制算法的有效性。全文的研究及分析证明：相比于传统金属弹簧悬架，空气弹簧悬架在改善车辆行驶平顺

6、性，提高乘坐舒适性方面优势明显；空气悬架具有非线性变刚度特性，附加气室容积，节流孔横截面积以及主副气室容积比对悬架刚度特性影响较大；半主动空气悬架滑模控制器鲁棒性较好，使得悬架各项评价指标值下降明显；相比于单纯滑模控制，模糊滑模控制进一步提升了半主动空气悬架性能，对改善车辆平顺性，安全性和舒适性具有重要意义。关键词：空气悬架；动力学特性；滑模变结构控制；模糊滑模控制；平顺性分析AbstractAbstractFastandeffectiveairsuspensioncontrolstrategycannotonlyadjustthevehiclebody

7、posturetimelyandaccurately,butalsoimprovevehiclecapacityinharshenvironmentsandcomplexroadeffectivelywhatarethemainmeanstoimprovevehiclesafety.Thedomesticandforeignsuspensionsystemcontrolstrategyareintroducedinthispaperfirstlyandthenthepurposeandsignificanceofthispaperareputforwar

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