提高工程车辆舒适性技术研究

摘要

车辆悬架系统性能的优劣直接影响车辆的乘坐舒适性和操纵安全性。传统的被动悬架由于其局限性不能很好的协调二者之间的矛盾，半主动悬架作为先进的悬架系统，能根据实时工况，及时地调整阻尼或刚度，使悬架处于较好的减振状态。 本文通过建立工程车辆半主动悬架系统的五自由度模型和路面输入模型，融合PID控制和模糊控制的优点，以簧载质量垂向速度、簧载质量俯仰角速度及其变化率作为模糊控制器输入，使用双模糊控制器实现车辆半主动悬架的控制，达到改善车辆垂直和俯仰振动的综合减振目的。同时，以自卸车五自由度半车悬架模型为对象进行了仿真分析。仿真结果表明：相对传统的被动悬架，采用所提出的模糊PID控制策略不仅能较好地改善乘员座椅垂直加速度，还能改善自卸车的行驶平顺性和操作安全性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2车辆半主动悬架的研究现状

1.3车辆舒适性控制方法

1.3.1天棚阻尼控制

1.3.2模糊控制

1.3.3神经网络控制

1.3.4最优控制

1.3.5自适应控制

1.4论文主要研究内容

第2章工程车辆半主动悬架数学模型研究

2.1工程车辆的舒适性

2.1.1车辆舒适性面临的问题

2.1.2工程车辆舒适性研究现状

2.1.3人体对振动的反应

2.1.4悬架的性能评价参数

2.2随机路面输入模型

2.2.1路面不平度的功率谱及其输入模型

2.2.2空间频率功率谱密度Gq(n)和时间频率功率谱密度Gq(f)的折算

2.3五自由度工程车辆半主动悬架模型

2.4小结

第3章工程车辆半主动悬架控制方法及控制器设计

3.1模糊控制理论

3.1.1模糊关系及其合成

3.1.2模糊逻辑控制系统的基本原理

3.2 PID控制的基本原理

3.2.1 PID控制理论

3.2.2 PID参数整定

3.3模糊控制器的设计

3.3.1模糊控制器的结构选择

3.3.2控制器模糊规则的选取

3.3.3半主动悬架模糊控制规则

3.3.4模糊推理以及解模糊化

3.4模糊PID控制器设计

3.4.1自适应模糊PID控制原理简介

3.4.2自适应模糊PID控制器结构设计

3.4.3模糊控制器的规则设计

3.4.4 PID参数模糊调整模型的建立

3.5小结

第4章仿真与结果分析

4.1简谐激扰响应与分析

4.1.1车身俯仰角加速度

4.1.2人与座椅的垂直加速度

4.1.3前悬架动挠度

4.1.4后悬架动挠度

4.1.5前悬架动载荷

4.1.6后悬架动载荷

4.1.7控制指标的综合分析

4.2随机激扰响应与分析

4.2.1车身俯仰角加速度

4.2.2人与座椅垂直加速度

4.2.3前悬架动挠度：

4.2.4后悬架动挠度：

4.2.5前悬架动载荷

4.2.6后悬架动载荷

4.2.7控制指标的综合分析

4.3小结：

第5章总结与展望

5.1本论文的主要工作和取得的进展

5.2有待进一步研究的问题

参考文献

致谢