汽车悬架系统非线性动力学行为分析与控制

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0　引言
伴随新概念技术的日益成熟以及现代社会对于汽车的大量需求，且人们因为物质水平的提高对于汽车的舒适性能和动力性能有了新的要求，汽车生产相关企业面临的新的挑战。

传统的汽车大多是发动机与汽车的底盘是属于刚性连接，但是发展到现代非传统汽车的悬架系统则是由汽车的发动机和多个联结和汽车车体悬架组成，现代汽车与传统汽车相比，因为悬架系统结构的特点在很大程度上降低了汽车发动机发动造成的振动和噪音，可以说在一定程度上改善了汽车乘坐的舒适性，但是随着汽车的普遍性推广应用，人们对于汽车乘坐的安全性和舒适性能有着更高的需求，与此同时，新兴技术的发展和应用使得汽车不得不需要去思考降低成本和汽车重点等难题[1]。

因此，本文针对汽车悬架结构的设计、非线性动力学行为展开研究分析，旨在提升汽车在复杂不平的路面高速行驶时具备更高的平稳性能和快速相应能力。

1　悬架系统国内外研究现状
1.1　国外研究进展
国外针对汽车悬架系统的研究最初是从汽车主动半主动悬架结构开始的，即在被动悬架上组建形成一套主动悬架结构，并在实际工程设计过程中获得应用。

随后在此基础上持续进行优化设计，获得主动悬架的相关研究成果[2]。

经过几十年的不断工程验证和优化设计使得汽车主动悬架结构日趋成熟稳定，并形成一系列的故障诊断和隔离的算法模型[3]。

1.2　国内的相关研究进展
国内的相关研究者是立足于国外的研究成果上展开的，主要是针对汽车模型中的悬空阻尼器和主动悬架的动力学性能展开研究，并在这一过程中引入非线性动力学行为分析，使得汽车的悬架系统结构能够适应更为复杂的汽车运行工况。

在这一漫长的研究历程中不断引入更为复杂的行为约束指标以及控制算法模型，对汽车的悬架系统非线性动力学行为进行优化设计。

2　汽车悬架系统非线性动力学行为研究分析
2.1　非线性动力学相关理论基础
汽车运动过程中非线性运动是其极为重要的一种工况，因此，需要针对非线性动力学的相关基础理论进行调研分析，伴随科学理论的发展逐步形成了两套理论方法用以解决非线性动力学行为，即是混沌理论和分岔理论[4]。

分岔理论基础的基本概念是：指在物体发生振动行为的过程中，振动会跟随系统的参数的变化而发生本质上的变化，即在局部环境中这种变化是不闭环的，而在全局环境形成闭环。

分岔理论与混沌理论息息相关，共同构成了非线性动力学的关键内容。

2.2　悬架系统的非线性数值建模
因为汽车的悬架系统具有非线性动力学行为，而对悬架系统的非线性动力学行为进行相关分析需要针对悬架系统进行非线性数值建模[5]。

即通过对悬架系统的非线性动力学行为进行分析，梳理出非线性动力学行为中的关键参数如振动频率，与此同时，结合分岔理论模型中的相关常数系数，建立出悬架系统的非线性数值可解模型，继而分析出悬架系统中的零部件的使用寿命以及易失效的部件，进一步实现对悬架系统的优化设计。

2.3　悬架系统非线性动力学行为的模糊控制
对于悬架系统的非线性动力学行为来讲，普通的控制算法模型并不适应，调研发现模糊控制算法能够通过调整其模糊控制规则以匹配上汽车悬架系统的非动力学行为，相关研究成果表明模糊控制能够在很大程度上降低汽车悬架系统的加速度，与此同时，提升汽车的安全性能和舒适性能[6]。

3　结论
随着科学技术的不断发展和人们生活的日益改善，人们对于日常生活的要求越来越高，汽车作为现代社会人们生活的必需品也逐渐实现了普遍性。

随着汽车的广泛性推广，汽车的性能面临着舒适性、安全性、便捷性等诸多的要求。

本文立足于人们对于汽车性能舒适性、便捷性和安全性能等需求，对汽车悬架系统结构的非线性动力学行为进行调研和研究，并对其悬架系统的行为控制展开论述，旨在提出汽车悬架结构非线性动力学行为优化设计与控制的思考，继而使得现代汽车向轻小型化发展的同时提升汽车的动力性能。

因此，本文针对汽车悬架结构的设计方法和理论知识、非线性动力学行为控制方法展开研究分析，提炼出汽车悬架系统非线性动力学行为研究的国内外研究现状，总结出悬架系统非线性动力学行为分析和控制方法的研究过程和思考，旨在提升汽车在复杂不平的路面高速行驶时具备更高的平稳性能和快速相应能力。

参考文献：
[1]梁山,郑剑,朱勤等.非线性车辆模型混沌振动的仿真与实验研究[J].机械强度,2012,34(01):6-12.
[2]黄涛,樊建平,何建平等.非线性弹簧汽车悬架系统的非线性振动机理研究和运动稳定性分析[J].中国机械工程,2007,18(15):1882-1885.
[3]潘云伟.基于粒子群算法的悬架参数优化及联合激励作用下的汽车振动研究[D].重庆:重庆交通大学,2014.
[4]刘伟,史文库,桂龙明等.基于平顺性与操纵稳定性的悬架系统多目标优化[J].吉林大学学报(工学版),2011,41(05):1199-1204.
[5]孔秀英.时滞相关非脆弱鲁棒静态输出反馈控制策略及其在主动悬架上的应用[D].长春:吉林大学,2014.
[6]申永军,祁玉玲,杨绍普等.含时滞的单自由度半主动悬架的动力学分析[J].振动与冲击,2012,31(24):38-40.
汽车悬架系统非线性动力学行为分析与控制
晋清海,姜　鹏
（华晨雷诺金杯汽车有限公司,沈阳 110000）
摘　要：随着科学技术的不断发展和人们生活的日益改善，人们对于日常生活的要求越来越高，汽车作为现代社会人们生活的必需品也逐渐实现了普遍性。

随着汽车的广泛性推广，汽车的性能面临着舒适性、安全性、便捷性等诸多的要求。

本文立足于人们对于汽车性能舒适性、便捷性和安全性能等需求，对汽车悬架系统结构的非线性动力学行为进行调研和研究，并对其悬架系统的行为控制展开论述，旨在提出汽车悬架结构非线性动力学行为优化设计与控制的思考，继而使得现代汽车向轻小型化发展的同时提升汽车的动力性能。

关键词：汽车悬架系统；非线性动力学；行为分析；模糊控制。