卡车悬架系统振动特性分析及其智能控制研究

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随着中国运输业的发展,卡车的行驶条件越发复杂,市场对于卡车的舒适性和减振性的要求越发严格,所以卡车平顺性和操作稳定性己成为了卡车悬架技术的研究重点。卡车悬架系统作为一种极为复杂的抗振系统,可随工作条件的变化来调节车身高度,可控制车身的多自由度运动,能提高卡车的平顺性以及稳定性。  本文根据已有的理论基础和实验成果,采用模拟仿真对悬架系统进行分析,论文的主要工作和创新点如下:  (1)为验证某卡车平顺性的改善效果,本文以某卡车为研究对象,建立了卡车的数学模型,随后在MATLAB/Simulink中建立了卡车的仿真模型图,并进行了卡车悬架的控制仿真分析。控制时以改善卡车平顺性为目的,采用了遗传算法和PID结合的方式,以车身垂向加速度为控制时输入变量,以车身和悬架相对位移为约束条件,期望在提高平顺性的同时,不降低车辆的操控性能。  (2)分析了PID控制和遗传算法的优缺点,针对遗传算法所存在的早熟现象和收敛速度过慢的缺点,对遗传算法进行了改进:如采用格雷编码,保护优秀个体,引入外来移民和采用自适应交叉和变异算子等,将改进后的遗传算法运用到卡车半主动悬架PID控制中。  (3)先后采用了遗传算法和改进遗传算法对卡车半主动悬架PID控制进行优化,然后进行了模拟仿真,得到了卡车悬架系统的时域仿真结果图和频域PSD图,并对实验数据进行了分析,分析出改进遗传算法PID后,卡车车身和非簧载的速度和加速度数值有了明显下降,卡车的平顺性得到了改善,证明了采用优化后的遗传算法PID控制策略可以改善卡车行驶平顺性。随后也可以通过卡车的路面平顺性实验来验证本文理论的正确性。
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