汽车磁流变半主动悬架控制策略研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoxiaoDang
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由于具备阻尼连续可调、可靠性高、功耗低、响应速度快的特点,磁流变半主动悬架成为了近年来汽车行业的一个研究热点。当汽车在不平路面上行驶时,四个车轮受到的路面激励不同,车身会发生俯仰、侧倾及垂向振动。通过对磁流变阻尼器的阻尼进行控制,车身的振动便可得到大幅度衰减,但是车身的振动是相互耦合的,需要对四个减振器进行协调控制才能使车身振动得到抑制。本研究提出了粒子群(PSO)优化的SH-ADD算法——PSO-SH-ADD算法,对四个磁流变减振器进行了协调控制,较好地解决了汽车平顺性差的问题。本文以七自由度汽车的半主动悬架系统为研究对象,采用理论分析、数值仿真和试验相结合的方法,系统地研究了半主动悬架控制算法及其对整车性能的影响。全文研究工作总结如下:(1)建立了Matlab/Simulink环境下仿真所需的四轮随机路面模型、基于示功试验数据的磁流变减振器正模型和逆模型、整车七自由度模型和简化的1/4车辆模型;(2)在传统的SH-onoff、ADD-onoff算法的基础上,提出了新的连续SH算法、连续ADD算法,实现了对磁流变减振器阻尼连续变化的控制;(3)在连续SH、连续ADD算法的基础上,结合粒子群寻优算法(PSO)提出了全新的PSO-SH-ADD算法。将车身垂向加速度、俯仰加速度、侧倾加速度引入到PSO的适应度函数,使PSO-SH-ADD算法具有了抑制车身俯仰和侧倾的作用。然后利用PSO-SH-ADD算法控制减振器阻尼实时变化,较好地实现了整车四个减振器的协调控制,提高了汽车的平顺性;(4)对采用PSO-SH-ADD算法得到的最优频选系数α进行了B、C、D、E、F级路面适应性测试,基于1/4车辆悬架系统,得到的适应性最强的α=8,垂向振动抑制性能提高了5-15%;基于整车悬架系统,得到的适应性最强的α=20,垂向振动抑制性能提高了28.79-29.72%、侧倾振动抑制性能提高了21.15-22.57%、俯仰振动抑制性能提高了27.82-28.48%、综合控制性能提高了26.81-26.97%;(5)在1/4车辆悬架试验台上,对所研究的控制算法进行了工程实现,并用台架对所研究算法在不同工况下的控制效果进行了对比验证,试验结果与仿真基本一致。
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