汽车主动半主动悬架系统的非线性动力学与控制研究

摘要

汽车主动、半主动悬架是一种能根据汽车每一时刻的运动状态和路面激励情况,随时 调节悬架元件,使悬架永远处于最优减振状态的新型悬架系统,是当前国际汽车工业、自动控制技术界研究的热门课题.该文首先针对来源于实际悬架的非线性弹簧和减振器模型,首次运用现代非线性动力学Hopf分叉理论,对双质量块形式的悬架模型进行了稳定性分析.给出了系统产生分叉的条件,并推导出了周期解的形式.其次,该文对实际轿车非线性悬架进行主动控制设计.最后,由于研究力发生器的需要,注意到了电流材料在汽车悬架上应用广阔前景,对电流变材料性能、电流变减振器模型作了简介.该文中非线性振动分析方法和控制策略、新材料的应用等诸方面论述,对下一步主动半主动悬架的实车设计奠定了理论的基础.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1主动、半主动悬架的研究现状和分析

1.1.1国外研究动态综述

1.1.2国内研究动态综述

1.1.3研究动态分析

§1.2论文内容及安排

第二章汽车悬架模型的建立与评价

§2.1建立汽车悬架的数学模型

§2.2非线性因素

§2.3路面的统计特性

2.3.1路面不平度的功率谱

2.3.2空间频率谱密度Gq(n)化为时间频率谱密度Gq(f)

§2.4汽车悬架系统的评价方法

2.4.1关于行驶平顺性的评价

2.4.2关于安全性的评价

2.4.3三种性能的综合评价

第三章汽车悬架系统的非线性理论研究

§3.1引言

§3.2理论分析基础

§3.3自治情形下非线性悬架系统的Hopf分叉

§3.4小结

第四章主动悬架的非线性控制策略

§4.1引言

§4.2非线性控制和微分几何理论基础

4.2.1相关概念

4.2.2仿射非线性控制系统设计原理

§4.3汽车主动悬架的非线性控制策略

4.3.1悬架系统建模

4.3.2输出－干扰解耦控制设计

4.3.3主动悬架的性能仿真

§4.4小结

第五章汽车悬架的半主动电流变控制

§5.1引言

§5.2电流变减振器理论基础

5.2.1电流变流体及其组成

5.2.2电流变流体的力学性能

5.2.3电流变减振器的“切变模型”

§5.3鲁里叶系统与非线性容限

5.3.1化为典范型

5.3.2非线性容限

§5.4汽车悬架的半主动电流变控制

5.4.1半主动悬架模型

5.4.2最优控制与非线性容限

5.4.3仿真及结果分析

§5.5 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间参加的科研项目及发表的论文

致谢