车身高度与可调阻尼集成控制系统.pdf

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1、第28卷第11期农业工程学报2012年6月TransactionsoftheChineseSocietyofAgnculturalEngineering、，01．28No．1lJun．201275车身高度与可调阻尼集成控制系统汪若尘1’2，张孝良2，(1．江苏省汽车工程重点实验室，镇江212013陈龙2，朱兴华22．江苏大学汽车工程研究院，镇江212013)摘要：为改善车辆的整车减振性能．建立了车辆8自}}1度整车数学模型，提出r车辆车身高度与阻尼集成控制的理论分析及计算方法，并设计了可调阻尼减振器及车辆空气悬架集成控制系统。在仿真计算基础上，进行了实车道路试验，分析了车辆

2、集成控制的电摔窄气悬架及其摔制系统对整车动态特性的影响，引算和试验结果基本吻合，实现了车身高度与町调阻尼减振器集成拧制的宅气悬架与整车的良好匹配，提升了车辆的综合性能。该研究验证了集成控制策略的有效性，同时为电控窄气悬架系统研究奠定了基础。关键词：车辆，模拟，可调阻尼减振器，集成控制，空气悬架doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2012．11．013中图分类号：U463．335．1文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012卜“一0075-05汪若尘，张孝良，陈龙。等．车身高度与可调阻尼集成控制系统【J]．农业工程学报，2012，28(11)：

3、75—79．WangRuochen，ZhangXiaoliang,ChenLong，eta1．integratedcontrolsystemofvehiclebodyhei曲tandadjustabledamping[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(11)：75—79．(inChinesewithEnglishabstract)0引言悬架系统影响汽车的操纵稳定性、平顺性、轮胎接地性等主要性能。自上世纪70年代以来工业发达国家开

4、始研究皋于振动控制的主动／半主动悬架系统，主要从2个方面开展研究工作，其一是研制主动或半主动悬架的可调阻尼减振器(如机械町调式减振器、可调新型智能材料减振器)[1-21，实现阻尼控制；其二是研制主动／半主动悬架中刚度可变的弹簧(如空气弹簧、扭杆弹簧等)，结合传感器和电控单元，可对悬架系统的刚度进行控制【341，而这方面的研究很难实现，只停留在理论建模、仿真分析及简单的设计、试验研究上睁。101。两方面的研究均是针对悬架阻尼或者刚度实施单独控制，未能将半主动悬架的性能发挥到最优，与此同时，带有机械式高度调节的电控空气悬架系统成为汽车工程师们关注的课题之--[1i-]2]。由于

5、车辆电控空气悬架系统的复杂性及其与整乍性能的相互制约，研究主要集中在空气弹簧的刚度控制上，且大都足局部的，在车身高度、空气弹簧刚度和减振器阻尼等子控制系统的设计理论与技术方面，尚缺乏系统的分析方法。高度调节以及控制速度慢、稳定性和跟踪性差、控制品质和集成度低，难以将悬架的刚度、阻尼以及车身高度调节到最佳状态，不能满足车辆综合性能收稿日期：201l—07．25修汀日期：2011．08．19基金项目：固家自然科学基金资助项臣(50905078)、教育部博士点基金项目<20093227120004)、江苏省教育厅自然科学基金项目(08KJB580001)、江苏大学高级人才启动基金

6、项目(07J'DG039)和江苏省汽车上程重点实验室开放基金项目(QC200901)作者简介：汪若尘(1977--)，男，副教授，主要从事车辆动态性能模拟与控制研究。镇江_}1=苏省汽车工程重点实验室，212013。Email：wangruoch∞@ujs．edu．∞大幅度提高的要求[13．20]。将车身高度与可调阻尼集成控制，可充分发挥电控空气悬架系统的优良品质，协调整车性能。针对汽车运行情况及其悬架系统行驶动力学，本文建立了车辆8自由度整车数学模型，提出一种车身高度与可调阻尼集成控制方法，设计智能控制策略，在仿真的基础上，进行实车道路试验，验证所建模型的正确性以及设计的

7、控制策略有效性。1车辆8自由度数学模型考虑车身侧倾、侧偏以及俯仰等因素，建立了整车的8自由度模型。8个自由度分别为：4个非簧载质量的垂直位移、簧载质最的侧倾角位移、俯仰角位移、质心处的垂直位移以及横摆角速度，其简化模型如图1所示。模型系统参数见表1。注：图中符号含义见表1。图l整车8自由度模型Fig．IEi班tdegreesoffreedomvehiclemodel76农业工稗学报2012缸表1系统参数符号定义单位根据建立的整车几何模型和牛顿力学定理，可得车身质心处垂直运动方程m，Zs=E+E+只+‘(1)非簧载质