基于AMESim的主动悬架建模及其对车辆相关性能的影响研究

摘要

随着现代技术的不断发展和经济水平的飞速迅猛增长，社会发展节奏变的越来越快，汽车行业更新换代的节奏也越来越快，同时对车辆的性能要求也不断提高，这就要求缩短新车型和新配件的研发和生产周期并提高性能。悬架系统作为车辆重要的组成部分，对车辆性能起着重要的作用。随着在汽车技术领域的不断突破，主动悬架技术以其优越的性能，正逐步成为悬架系统的主流技术。
　　本文在对主动悬架的研究现状和发展趋势进行研究的基础上，选取主动液压悬架系统作为本文的研究对象。首先对主动液压悬架的主动力的作动器进行研究和建模，选取双筒减振器作为作动器，介绍其结构和工作原理，并对双筒减振器的数学模型进行分析，在此基础上通过多学科多领域交叉研究的软件平台AMESim建立作动器的仿真模型，依据数学模型搭建相应的力跟踪回路，并通过与台架试验数据进行拟合验证模型的正确性。然后对车辆的二自由度和七自由度的数学模型进行分析，并在对比目前各个主流控制策略的基础上选取最优控制策略作为本文的主动控制器，在 Simulink中设计主动液压悬架的最优控制器，同时在 Simulink中建立随机路面模型。随后在所建立作动器和控制器的基础上通过AMESim和Simulink联合仿真搭建主动液压悬架模型，并在AMESim中建立配备三种不同悬架系统的二自由度车辆模型以及将其他底盘子系统进行整合的整车模型。
　　为进一步研究主动液压悬架对车辆性能的影响，对所建立的模型在相关工况下进行仿真分析，分别对配备被动、半主动和主动三种不同悬架系统的二自由度四分之一车辆进行时域分析和频域分析，仿真结果表明所建立的主动液压悬架系统对车辆的车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷都有明显的优化效果，可明显改善车辆的平顺性能。此外，为了分析主动液压悬架对整车性能的优化效果，还将其放置在整车环境中进行分析，对整车的抗侧倾和抗俯仰进行相关仿真分析，结果表明主动控制可以很好地抑制车身的侧倾和俯仰运动，有效地提高了车辆的操纵稳定性能。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 汽车悬架系统概述

1.3 研究现状及发展趋势

1.4 本文主要研究内容

1.5 本章小节

第二章 基于AMESim的主动悬架作动器建模

2.1 AMESim软件简介

2.2 双筒减振器结构与工作原理

2.3 双筒减振器AMESim建模

2.4 模型验证

2.5 主动悬架作动器数学模型

2.6 本章小节

第三章 基于Simulink的主动控制器设计及随机路面模型

3.1 控制策略介绍

3.2 主动控制器设计

3.3 随机路面模型

3.4 本章小结

第四章 基于AMESim和Simulink的车辆建模

4.1 联合仿真介绍

4.2 四分之一车辆模型建模

4.3 被动悬架AMESim整车建模

4.4 主动悬架AMESim整车建模

4.5 本章小节

第五章 主动液压悬架对车辆相关性能的影响分析

5.1 悬架系统与车辆性能的联系

5.2 车辆平顺性分析

5.3 车辆操纵稳定性分析

5.4 本章小结

第六章 总结及展望

6.1 全文总结

6.2 未来研究展望

参考文献

致谢

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