空气悬架结构优化及最优控制研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文空气悬架结构优化及最优控制研究姓名：苏泉申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：容一鸣20050501武汉理工大学硕士学位论文摘要悬架是汽车里的重要组成部分。悬架系统对汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性有很大影响。在汽车悬架系统的设计和开发过程中，其运动、动力学和控制策略的计算分析占有十分重要的地位。本文在对空气悬架进行结构及其运动学的分析时，采用ADAMS虚拟样机技术，建立了简化悬架几何模型，并对车轮跳动时悬架各项参数的变化进行了计算机仿真分析。为汽车悬架运动学分析及优化设计提供了一种先进高效快捷的方法。在

2、对汽车悬架进行主动控制策略研究对，首先建立了被动悬架和空气主动悬架的二自由度数学模型，以此模型为基础探讨最优控制理论在空气主动悬架控制中的应用。文章以^

3、ATLAB+sI删LINK软件为工具，建立了路面输入模型以及悬架系统控制模型，然后进行了计算机仿真。通过对仿真结果的分析和比较，得出采用最优控制的空气主动悬架明显提高了汽车行驶平顺性和操纵稳定性，从而有效改善悬架的性能。关键词：空气悬架，虚拟样机，结构优化，最优主动控制武汉理工大学硕士学位论文AbstractThesuspensionisoneofthemostimportantpart

4、softheautomobile．nesuspensionsystemhasimPOrtanteffectsontheridecomfortandmaneuvrablestabilityoftheautomobile．Inthedesignanddevelopmentoftheautomobilesuspensionsystem，thecalculationandtheanalysisofthekineticsandthecontrolstrategyhasbeenaveryimportanttask．BasedontheADAMSvir

5、tualmodeltechnology,thepaperestablishedthes曲删fledgeometricmodelofthesuspension，andstudiedtheeffectsofthesuspensionparameterswhenwheelvibrating．Thismethodprovidesanefficientandadvancedtoolfordevelopingsuspensionsystem．Whenweresearchthecontrolstrategyoftheaerialactivesuspen

6、sion，atwo—degree·of-freedomsuspensionmodelisestablished6rstly，andthenwediscussedtheapplicationofoptimalcontroltheoryintheaerialactivesuspensionsystem．BasedontheM棚AB+S删UNKsoftware．weestablishedtheroadvibrationinputmodelandaerialsuspensioncontrolstrategy,andthenwehavedoneth

7、eemulationalcalculation．Throughtheresearchoftheresult,weknewthatoptimalcontroloftheaerialactivesuspensionsystemimprovetheridecomfortandmaneuverablestabilitygreatlyoftheautomobile．Keywords：airsuspension，virtualmodel，structuraloptimization，optimalactivecontrolIl武汉理工大学硕士学位论文

8、第一章绪论悬架是保证车轮或车桥与车辆承载系统C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、衰减振动以及调节车辆行驶中的车身位置等有关装置的总称。悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并缓和车辆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，并保证车辆行驶的平顺性。尽管一百多年来汽车悬架从结构型式到作用原理一直在演进，但从结构功能而言，它都是由弹性元件、导向装置及减振器三个基本部分组成。此外，还可包括一些特殊功能的部件，如缓冲块和稳定杆等【”。1。1车辆悬架技术现状及发展趋势传统的悬架系

9、统主要由弹簧、减振器、稳定杆及弹性轮胎等组成，如图1．1为悬架结构示意图。正是弹簧、减振器和轮胎的综合特性，确定了汽车的行驶性能和操纵稳定性。但是，机械装置的基本规律指出：良好的乘坐舒适性和良