基于非线性振动模型的空气悬架特性研究
基于客车空气悬架控制系统的仿真分析
【 摘 要 】 人 脸 识 别 因其 在 安全 验 证 系 统 、 信 用 卡 验 证 、 医 学 、 档 案 管 理 、 视 频 会 议 、 人 机 交 互 、 系统 公 安 ( 罪犯识别等) 等 方 面 的 巨大 应 用 前 景 而 越 来 越 成 为 当前 模 式 识 别 和 人 工智 能领 域 的 一 个 研 究 热 点 。本 文 提 出 了基 q - Ka r h u n e n L o e v e( K— L ) 变换 的 人 脸 识 别 方 法 , 分 别 使 用 总 体 散 布 矩 阵 和 类 间 散布 矩 阵进 行 了仿 真 。 实 验 结 果 显 示 基 于 K— L变换 的 人 脸 识 别 达 到 了较 高 的 识 别 正 确 率 。 【 关 键 词 】人 脸 识 别 ;K— L变 换 ; 总 体 散 布 矩 阵 ;类 间散 布 矩 阵
化 和 悬 架 系 统 受 力 的 信 息 等 ,所 以可 以 根 据 牛 顿第 二 定 律 ,可 以列 出该 模 模 型如 图2 所 示 。在 模 型 中 ,接 口 i n 1 和 用 来 研 宄不 平 路 面 激 励 引起 车 体 的 垂 直 型 动 力 学微 分 方 程 : i n 2 分 别 代 表 悬 架 刚 度 的 实 时 变 化 和 路
图 5 级 路 面 时 速5 0 K m / h 动 载 荷 对 比
图6 级 路 面 时 速 8 0 K m / h 动 载 荷 对 比
一
1 04一 电 子 世 再
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一
展一 一 I
基 于 K —L变 换 的 人 脸 识 别 孜 术 的 探 讨
武汉纺织 大学 电子与 电气工程 学院 杜 秋
汽车悬架设计概念的研究
图 -! 冲击部分 5244 冲程时的外倾角分析结果
%# !" 悬架特性的评价基准 ! ! 如上节所述, 选取了双横臂式和多连杆式悬架 的特征, 同时还理解了外倾角和束角产生的机理情 况; 因此, 对于设计者找到了从直感上能够判断符合 特性的设计空间的一种新的设计方法。 首先, 如图 ) 、 图 *、 图 +、 图 , 所示在各自的悬架
78 影响操稳性的悬架特性
! ! 对于影响汽车操稳性的悬架特性作为静态指标 有束角、 外倾角等; 作为其动态指标有横摆刚度, 侧 倾刚度等。本次主要对静态特性的束角和外倾角进 行研究。 所谓束角是指当汽车直线行驶时, 汽车纵向、 中 心面与车轮水平直径形成的角, 影响汽车的直线行 驶; 所谓外倾角是指车轮中心面和铅直线形成的角, 影响轮胎的接地性。
汽车悬架设计概念的研究
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图 !" 冲击部分 #$%% 冲程时的束角分析结果
选择了 & 个点。这点是理解了特性的发生机理而选 出的; 而且, 用 & 个点所做面的法线是很重要的, 可 以说悬架在行程时的法线变化量与特性变化量是相 同的。从前面看到的角度是外倾角, 从上面看到的 角度是束角。如图 ’ 、 图 (、 图 #、 图 )$ 所示在外倾角 中得到了和所有四种形式的悬架分析值几乎一致的 值。还有即使在束角方面也能得到同样的结果。图 * 所示的五连杆形式和其它三种形式相比选取 & 个 点虽然是很困难的事情, 但也能得到好的结果。为 此, 用一种评价方法能够同时评价两种特性, 不必要 进行庞大的计算, 可以从直感上能够进行判断。
万方数据
汽车悬架设计概念的研究
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 于学华, YU Xue-hua 华南理工大学,汽车工程学院;华南理工大学,广东省电动汽车研究重点实验室,广州510641 噪声与振动控制 NOISE AND VIBRATION CONTROL 2006,26(6) 0次
汽车空气悬架试验系统方案设计
汽车空气悬架试验系统方案设计摘要根据有关汽车模型简化的理论,在现有的四分之一模拟悬架机械装置的基础上,用空气弹簧代替普通螺旋弹簧设计空气悬架试验台系统。
本试验台实现的是悬架的刚度可调。
设计一个副气室,通过一个步进电机控制主、副气室间通路的大小来实现空气弹簧刚度的调节。
本试验台由空气压缩机、滤清器、安全阀、空气弹簧、减振器和其它的相关部件组成机械振动系统,由传感器、ECU和执行元件组成测控系统,利用传感器采集信号,通过计算机处理,控制高度阀和步进电机,从而使簧上质量的高度和振动频率都在一定的范围之内。
本论文首先进行了弹簧的选用并计算以及减振器、传感器、气动元件和步进电机的选用,然后是设计台架总体结构,布置信号采集装置以及校核重要零件,最后是画出总成的装配图、重要零件的零件图。
关键词:汽车振动,空气弹簧,可控空气悬架,悬架试验台AbstractThe thesis according to the theory which simplifies about the model of vehicle, on the base of a quarter car simulation suspension mechanism rig, the ordinary helical spring is replaced by an air spring, and the air suspension testing rig have been designed.The test rig put the suspension rigidity adjustment into practice. Designs an accessory airspace, controls the pipeline size between the main and the accessory airspace with the stepper motor and realizes the air spring variable stiffness. The mechanical vibrating system of the test rig is composed of the air compressor、the filter、the safety valve、the air spring、the shock absorber and other related parts, the measure and control system is composed of the sensor、ECU and the performance element. Using the sensor gathers signal, then the ECU analyses and controls the height valve and the stepper motor to make the height and the vibration frequency of the objects on the air spring in certain scope. The thesis has first carried on spring selection and calculates as well as the shock absorber, the sensor, the air operated part and the stepper motor selection, then designs the test rig structure, arranges signal gathering equipment and examine the important components, finally draws the assembly drawing and the detail drawings of the important parts.Key Words:Automobile vibration, Air spring, Controllable air suspension, The suspension test rig目录前言 (1)第一章绪论 (2)1.1空气悬架结构与分类 (2)1.2空气弹簧悬架国内外发展历史和现状 (3)1.3本论文研究的目的、内容和意义 (4)第二章汽车振动的简化及分析 (5)2.1振动的简化 (5)2.2车身与车轮双质量系统的振动分析 (6)第三章空气悬架系统元件概述 (9)3.1空气弹簧 (9)3.1.1空气弹簧特性 (10)3.1.2空气弹簧特性试验 (12)3.2减振器 (14)3.3高度控制阀 (15)第四章控制方式 (18)4.1最优控制方法 (18)4.2自适应控制方法 (18)4.3模糊控制和神经网络控制方法 (19)第五章信号采集、控制元件的选择 (20)5.1试验台信号采集、控制方案设计 (20)5.2元件选择 (20)5.3信号采集装置的布置及刚度、高度调节 (22)第六章机械元件的设计、校核 (23)6.1空气弹簧设计计算 (23)6.1.1空气弹簧刚度计算 (23)6.1.2附加空气室设计 (24)6.2减振器选择与计算 (24)6.3轮胎当量螺旋弹簧的设计、校核 (25)6.4减振器螺栓的校核 (26)6.5立柱的设计 (26)6.6簧上、簧下质量的确定 (27)6.6.1簧上质量的确定 (27)6.6.2簧下质量的确定 (28)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录前言汽车空气悬架近几年开始发展迅猛,在空气悬架中,空气弹簧是主要的弹性元件,它代替了传统悬架中的螺旋弹簧,是一种新型的弹性元件,它的刚度可根据具体情况灵活改变,使乘坐舒适性大大提高。
空气弹簧悬架的鲁棒控制仿真研究
2 空 气 弹簧 悬 架 动力 学 模 型
将悬架系统简化为二 自由度振动模型 , 如图 1 所示。
o t i dm thn fr h r up nindmpn a o e e i uai s h dctdta ter ig pi z ac ig o ea se s a i W d n . m l o r u s n ia th i n m e t i s o g s h T s t ne i e h d
中图分 类号 : H1 ; 3 8 文 献标识 码 : T 60 2 A
1 引 言
随着高速公路的 日益发展,人们对汽车高速行驶时的平顺性
气囊 内压 力的非线性 连续 函数 ; c为减振 器阻尼 系数 ( 阻尼 可
调 )m , : ; m 分别代表非簧载质量和簧载质量 , 230 gm= 0 g m= 5 k ; 。5 k ;
te t n s a dd m igm thn o e ae na c e r in n ur v u a cn t ce . d h i es n a pn ac igm d l sdo nacl a o ns a a eW ¥ os u t a sf f b et q el r d n
【 摘
要】 分析基 于空气弹簧的空气悬架系统 , 建立 了车辆二 自由度动力学模型 , Maa 用 tb计算 出 l
车身垂 直振动加 速度 均方根值 。构建 了以加速度 均 方根值 为 目标 函数的 刚度 阻尼 匹配模 型 , 对空 气悬 架的 阻尼进行 了优 化 匹配。仿真 结果表 明 , 车辆的行驶 平顺性 可明显 改善 。 关 键词 : 弹簧 ; 空气 平顺性 ; 优化 匹配
c m ot evhce a be po e vd nl o f ro t e il h e ni rvdeie t h f s m  ̄
非线性空气悬架模型的理论研究及实车试验
Th o e i a n e tg to f t n-i e r a r s s n i n e r tc li v s i a i n o he no ln a i u pe so
m o e nd t e a t m o ie r a e t d la h u o b l o d ts
维普资讯
第 3 卷 第 1 期 o 1
2O O 7年 1 1月
舍 肥 工 业 大 学 学报 ( 自然科 学版 )
J OURNAL OF HEFE IUNI VERS TY CHNOLOGY I OF TE
Vo . 0 No 1 13 . 1
NO . 2 07 V 0
非 线 性 空气 悬 架 模 型 的理 论研 究 及 实 车 试 验
胡 芳
( 合肥工业大学 设备 实验室处 , 安徽 合肥 200) 3 0 9
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摘
要: 文章在对 汽车悬架 系统进行 分析 和建模 时考虑 了空气 弹簧 的非线性 特性 , 运用 Mal / i l k软 t b Smui a n
r s ls a e i c o d n e wi h i u a i n o e , ih r f c s t e r a i r t n r s o s ft ea - e u t r a c r a c t t e sm l to n s wh c e l t h e l b a i e p n e o h u n h e v o t mo i i u p n i n s s e n e n t a e h t t e m o e ft e n n l e r a r s s e so y ~ o b l a r s s e so y t m a d d mo s r t s t a h d lo h o -i a i u p n i n s s e n t m u l i h s p p ri o r c . e b i n t i a e s c r e t t
乘用车底盘的悬挂系统的减震特性的非线性分析与优化策略
乘用车底盘的悬挂系统的减震特性的非线性分析与优化策略悬挂系统是乘用车底盘的重要组成部分,其主要功能是减少车辆在行驶过程中因地面不平而引起的震动和冲击,提高乘坐舒适性和操控稳定性。
随着汽车工业的发展,对悬挂系统减震特性的研究和优化越来越重要。
悬挂系统的减震特性主要涉及到悬挂系统的非线性行为,即在不同工况下悬挂系统的刚度和阻尼特性随着输入负荷的变化而变化。
这种非线性行为对于悬挂系统的设计和优化具有重要意义。
要对悬挂系统的非线性行为进行分析,首先需要建立准确的悬挂系统模型。
模型可以采用多种方法,如基于质点法、基于弹簧和阻尼元件的模型、基于连续杆件模型等。
根据不同的研究目的和要求,选择合适的模型进行建模。
建立完悬挂系统模型后,对其进行非线性特性分析。
这一步骤可以借助计算机仿真软件进行,通过输入不同的工况参数和初始条件,模拟悬挂系统在不同条件下的响应。
通过观察和分析悬挂系统的响应曲线,可以获得悬挂系统的非线性特性。
分析悬挂系统的非线性特性后,接下来就是优化策略的确定。
优化策略旨在提高悬挂系统的减震效果和乘坐舒适性。
常见的优化策略包括调整悬挂系统的刚度和阻尼特性、改变悬挂系统的减幅器类型和参数、优化悬挂系统的结构等。
调整悬挂系统的刚度和阻尼特性是一种常见的优化策略。
通过增加或减小悬挂系统的刚度和阻尼特性,可以改变悬挂系统的频率响应和振动幅度,进而提高乘坐舒适性和操控稳定性。
但是需要注意的是,调整刚度和阻尼特性不是一种简单的线性关系,需要综合考虑不同工况下悬挂系统的动态特性。
改变悬挂系统的减振器类型和参数也是一种常见的优化策略。
不同类型的减振器,如液压减振器、气压减振器等,具有不同的减震特性。
通过选择合适的减振器类型和调整其参数,可以优化悬挂系统的减震效果。
在选取减振器类型和调整参数时,需要综合考虑减振器的性能、经济性以及与整车系统的协调性。
优化悬挂系统的结构也是一种常见的优化策略。
通过改变悬挂系统的结构,例如采用多连杆结构、磁流变阻尼器等,可以提高悬挂系统的刚度和精度。
矿用自卸车油气悬挂系统动态特性试验与仿真研究[吉林大学]
利用 ADAMS 软件建立的油气悬挂系统仿真模型,对油气悬挂系统的刚 度和阻尼特性进行了仿真研究。研究结果表明,油气悬挂系统的刚度受充气 压力和体积以及环形腔横截面积的影响,油气悬挂系统的阻尼受阻尼孔的大 小和环形腔横截面积的影响;油气悬挂系统的阻尼和刚度都具有非线性特征, 并且阻尼在压缩行程和伸张行程不对称。该研究结果对油气悬挂系统的开发 设计具有重要的指导意义,对车辆动力学研究也有很大帮助。
第二章 油气悬挂系统模型及理论研究………………………………………10
2.1 油气悬挂系统安装结构与工作机理……………………………………………10 2.1.1 3303B 自卸车简介…………………………………………………………10 2.1.2 油气悬挂系统安装型式与安装结构………………………………………11 2.1.3 油气悬挂系统工作原理……………………………………………………13
4.3 油气悬挂系统非线性阻尼特性研究……………………………………………52 4.3.1 激振信号频率对阻尼的影响………………………………………………52 4.3.2 阻尼孔面积对阻尼的影响…………………………………………………54 4.3.3 环形腔横截面积对阻尼的影响……………………………………………55
178~280Nm/kg
橡胶弹簧
半主动空气悬架的非线性特性及控制算法研究
153第2期2021年2月机械设计与制造Machinery Design & Manufacture半主动空气悬架的非线性特性及控制算法研究元艳玲,樊祺超,范 英,秦维新(太原科技大学交通与物流学院,山西太原030024)摘要:在分析空气弹簧刚度特性的基础上,建立了阻尼可调半主动空气悬架1/4车模型。
针对系统的非线性特性强的特点,同时兼顾平顺性和操纵稳定性,选取理想的混合天地棚控制器作为参考跟踪模型,设计滑模变结构控制器,以弥补传 统控制理论处理非线性问题时的不足。
运用广义误差方程控制滑动模态,确定切换面参数,选择趋近律削减抖振现象并推导出实时等效控制力有效跟踪混合天地棚参考模型。
最后通过仿真验证滑模控制算法,并与传统的Fuzzy-PID 算法和混合天地棚算法进行对比分析。
结果表明,该控制器能有效跟踪参考模型,同时改善悬架的操纵稳定性和舒适性,并表现 出良好的鲁棒性。
关键词:半主动空气悬架;混合天地棚控制;滑膜控制算法;Fuzzy-PID 算法中图分类号:TH16;U463.33+4.2 文献标识码:A 文章编号:1001-3997(2021 )02-0153-04Research on Characteristics and Control Algorithms of the Semi-ActiveAir Suspension Based on Nonlinear Vibration ModelYUAN Yan-ling, FAN Qi-chao, FAN Ying, QIN Wei-xin(School of Transportation and Logistics, Taiyuan University of Science and Technology, Shanxi Taiyuan 030024, China)Abstract : On the basis of the analysis of the stiffness characteristics of the car suspension,the 1/4 vehicle of semi —active airsuspension mathematical model with damping adjustable was established.In view of the strong nonlinear characteristics of the system, the basic idea was to take a control algorithm of mixed sky-hook, damping model as a reference model balancing ridecomfort and handling stability ,this system was designed with the sliding mode variable structure control method to improve the shortcomings of t raditional control theory used, in the previous treatment of nonlinear problems.Simulation experiments verifiedthe effect of algorithm about sliding mode and Fuzzy-PID on vehicle ride comfort ,the results of the simulation showed that thesynovium controller acted on nonlinear air suspension with good robustness stability and tracking,it improved not only the smoothness of the damping adjustable semi-active air suspension, but also improved the control stability and driving sc^ety ofthe suspension.Key Words : Semi-Active Air Suspension ; Mixed SkyUook Damping Control; Sliding Mode Control; Fuzzy-TID Control1引言半主动空气悬架相比传统悬架,其固有频率低濒域变化范 围小,车辆行驶过程中车身高度保持不变,其刚度变化呈“S ”型,非线性特性表现明显,可以有效的降低车轮动载荷冋。
车辆悬挂系统的非线性特性分析与控制
车辆悬挂系统的非线性特性分析与控制车辆悬挂系统是车辆运动学和动力学性能的重要组成部分。
传统的线性控制方法针对车辆悬挂系统往往难以满足实际的控制需求,因为悬挂系统具有显著的非线性特性。
因此,本文将对车辆悬挂系统的非线性特性进行分析,并提出相应的控制方法。
一、非线性特性的表现形式车辆悬挂系统的非线性特性主要表现在以下几个方面:1. 阻尼特性的非线性:车辆悬挂系统的阻尼特性随着行程变化呈非线性变化。
在小行程范围内,阻尼力随位移的增加呈线性变化;但在大位移范围内,阻尼力的增加速度减缓,呈非线性变化。
2. 弹簧刚度的非线性:车辆悬挂系统的弹簧刚度也随行程的变化而变化。
在小行程范围内,弹簧刚度随位移的增加基本保持不变;但在大行程范围内,弹簧刚度随位移的增加逐渐减小,呈非线性变化。
3. 悬挂系统的干摩擦力:车辆悬挂系统中存在着干摩擦力,其大小与悬挂行程的方向变化有关。
干摩擦力会导致悬挂系统的非对称性和非线性特性,进而影响车辆的稳定性和悬挂系统的控制效果。
二、非线性特性的影响车辆悬挂系统的非线性特性对车辆的运动稳定性和乘坐舒适性都具有重要影响。
1. 运动稳定性:非线性特性可能引起悬挂系统在行驶过程中出现跳动、抖动等现象,进而影响车辆的稳定性和行驶安全性。
2. 乘坐舒适性:非线性特性使得悬挂系统难以在不同行程范围内提供恰当的减震效果,从而影响乘坐的舒适性和悬挂系统的振动控制效果。
三、非线性特性的控制方法针对车辆悬挂系统的非线性特性,可以采用以下几种控制方法:1. 非线性控制器设计:基于非线性特性的具体表现形式,设计适应于车辆悬挂系统的非线性控制器。
可以采用神经网络、滑模控制等方法来提高悬挂系统的控制性能。
2. 自适应控制:通过在线辨识悬挂系统的非线性特性参数,并实时调整控制策略,使得控制器具有较强的适应性和鲁棒性。
3. 模糊控制:利用模糊逻辑来处理悬挂系统中存在的不确定性,设计模糊控制器来实现对非线性特性的控制。
基于改进BP神经网络的空气悬架控制研究
第3 5 卷
第9 期
2 0 1 3 — 0 g ( 下) [ 1 1 9 ]
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胎 刚 度 ;k 为 悬 架 弹簧 刚度 ;C为 悬 架 阻 尼 ;F 为 主动 作 动 力 ;x 、X 2 和q 分 别 为 以b
基 于 空 气 悬 架 的 非 线性 特性 ,建立 模 糊 神 经 网络 策略 ,如 图5 所 示 ,为基 于Ma md a n i 模 型 的 多
文章编号 :1 0 0 9 — 0 1 3 4 ( 2 0 1 3 ) 0 9 ( 下) 一 0 1 1 9 —0 3
0 引言
随 着 生 活 质 量 的 提 高 ,人 们 对 汽 车舒 适 性 的 要 求 也 越 来 越 高 ,而 空 气 悬 架 由 于 其 独 有 的 特
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关键词 :主动悬架 ;改进B P 神经网络 ;仿真 中圈分 类号 :T H 1 6 ;U 4 6 3 文献标识码 :A
D o i :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 9 - 0 1 3 4 . 2 0 1 3 . 0 9 ( 下) . 3 6
悬 架
轮 —
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驱 动 桥 的 附 着 力 。 当未 提 升 桥 过 载 的 条 件 下 ,被
提 升 的车 轴 能 自动 回位 并 参 与 承 载 。空 气 弹 簧 有 比较 理 想的 非线 性弹 性特 性 ,如 图 1 所 示 。 由于 空气 悬 架 的 非 线性 特 征 ,在 控 制 其 振 动 的过 程 中存 在 不 确 定 因素 。而 神 经 网络 具 有 非 线 性 特 质和 模 糊 中表 现 的不 确 定 性 正 好 适 应 于 空 气 悬 架 的非 线 性 特 性 。这 里 将 模 糊 控 制 和 神 经 网络
基于改善俯仰与垂直复合振动的空气悬架系统多目标优化设计
基于改善俯仰与垂直复合振动的空气悬架系统多目标优化设计摘要:基于研究汽车俯仰与垂直的复合振动,建立了空气悬架客车的双轴汽车模型。
对于路面谱的构造和功率谱密度(PSD)的计算进行了研究。
以降低车身俯仰角运动和质心处的垂直振动为目标,以减震器的阻尼力作为优化参数,建立多目标的优化过程。
通过应用多目标规划优化方法对前后悬架系统参数进行优化和匹配计算,达到改善车辆的俯仰与垂直复合振动的性能。
关键词:空气悬架双轴车辆模型功率谱密度多目标规划Multi-objective Method for Improving Performance of Pitch and vertical Composite Vibration of Air SuspensionAbstract: Using the double axis automobile’model of a bus with air-suspension to search on car’s performation of Pitch and vertical’composite vibration.Then searched for structure of pavement spectrum and power spectral density. Using reducing the body’s pitching and vertical vibration as optimization objection arget and using damping force of shock absorber as optimization target match, establishment muti-objective’s optimization process.According to useing optimize the parameters of pre-and-post suspensions with multi-objective method for improving the performation of pitch and vertical’composite vibration.Key words: Air-suspension ;double-axis model of vehicle ;powerspectral density(PSD);multi-objective programming(MOP)1 引言悬架系统是车辆底盘系统的主要构成,它的性能与车辆的减振性能有密切关系。
车辆悬挂系统的非线性动力学分析与控制
车辆悬挂系统的非线性动力学分析与控制悬挂系统是车辆中非常重要的组成部分之一,它对车辆的操控性、舒适性以及安全性影响巨大。
在车辆行驶过程中,由于道路不平整、车速的变化等因素,悬挂系统会出现非线性动态特性,而这对悬挂系统的设计和控制提出了一定的挑战。
本文将详细探讨车辆悬挂系统的非线性动力学分析与控制。
1. 悬挂系统的非线性特性车辆悬挂系统的非线性特性源于多个方面。
首先,悬挂系统中的弹簧和减振器在不同的工况下具有非线性刚度和阻尼特性。
其次,悬挂系统在行驶过程中受到不同频率和幅度的激励,导致系统发生共振和非线性摆动。
此外,车辆转向和制动等操作也会给悬挂系统带来非线性扰动。
因此,在进行悬挂系统的动力学分析和控制时,需要考虑这些非线性特性的影响。
2. 悬挂系统的非线性动力学分析为了对悬挂系统的非线性动力学特性进行分析,可以采用数学建模的方法。
一种常用的方法是使用多体动力学理论,将车辆和悬挂系统建模成多个刚体和弹簧减振器组成的复杂系统。
通过建立系统的动力学方程,并考虑非线性刚度和阻尼等因素,可以得到描述悬挂系统响应的运动方程。
此外,还可以借助仿真软件进行数值模拟,以更直观地观察悬挂系统在不同工况下的动态行为。
3. 悬挂系统的非线性控制策略在悬挂系统的控制中,非线性特性的考虑对于提高车辆的操控性和舒适性至关重要。
一种常用的非线性控制策略是基于状态反馈的控制方法。
该方法通过测量车辆和悬挂系统的状态变量,并将其作为反馈信号,实时调整悬挂系统的刚度和阻尼参数,以实现对车辆行驶过程的控制。
此外,还可以采用模糊控制、遗传算法等方法,对悬挂系统的控制进行优化,以达到更好的动态性能。
4. 悬挂系统的实验验证与优化为了验证理论分析和控制策略的有效性,实验测试在悬挂系统研究中是十分重要的。
通过在实际车辆上安装传感器和控制装置,可以获取真实的悬挂系统响应数据,并进行实时控制和参数优化。
实验结果可以用于验证理论模型的准确性,并进一步提出改进控制策略的思路。
基于AMESim的电子控制空气悬架系统特性研究
基于AMESim的电子控制空气悬架系统特性研究随着汽车技术的发展和消费者对车辆性能和舒适性要求的不断提高,电子控制空气悬架系统作为一种新型悬架系统,正在逐渐受到人们的关注和认可。
这种悬架系统可以利用气压调节车身高度,从而实现不同的行驶状态和路面状况下的平衡控制,提高车辆的稳定性和舒适性。
本文将结合AMESim软件对电子控制空气悬架系统的特性进行研究。
电子控制空气悬架系统是由气泵、控制阀、气袋、传感器、控制器等多个部件组成的一个复杂的系统。
在悬架系统的工作过程中,气泵将压缩空气注入气袋中,控制阀控制气袋内气的进出和压力的变化,传感器不断监测车身高度和悬架系统的工作状态,控制器则根据传感器的反馈信息对悬架系统进行调节和控制。
利用AMESim软件建立电子控制空气悬架系统的模型,并进行仿真分析,可以获得如下结果:1. 高度调节特性:通过改变气袋内气体的压力和数量,可以实现对车身高度的调节。
在AMESim仿真中,我们可以通过控制阀的开度和气泵的工作状态来控制气袋内气体的压力和数量,进而调节车身高度。
实验结果表明,电子控制空气悬架系统可以快速而准确地实现车身高度的调节,达到不同路面和行驶状态下的平衡和稳定。
2. 舒适性特性:与传统悬架系统相比,电子控制空气悬架系统具有更好的舒适性。
通过控制气袋内气体的压力和数量,可以实现对车辆的减震和稳定控制,避免长时间行驶时产生的颠簸和疲劳感。
此外,相对于传统悬架系统,电子控制空气悬架系统还可以提供更好的悬架调节范围和适应性,满足不同消费者对于悬架柔软或者硬度的需求。
3. 能源利用特性:在电子控制空气悬架系统中,气泵的工作状态对系统的能源利用效率有着较大的影响。
通过控制气泵的开关时间和运转频率,可以实现对系统能源利用效率的调节和优化。
因此,在实际的运行过程中,系统可以根据不同的路面状况和行驶状态实现能源的最优利用效果,减少能源的浪费。
综上所述,电子控制空气悬架系统作为一种新型的悬架系统,在提高车辆稳定性和舒适性的同时,还可以实现对能源的优化利用。
汽车半主动空气悬架参数自调整模糊控制
hil s e tb ih d,a d a k n f mo e ba e n t e p r mee - ef t e uzy c n r lme h d i u c e i sa ls e n i d o d s d o h a a t rs l-un d f z o to t o s p t
摘 要: 建立两 自由度 14车辆半主动空气悬架 的非线 性动力 学模 型, 出一种基 于参数 自调整 的模 糊控制 / 提 系统结构的模 型 , 以 c级路面为随机输入 , 并 对空气悬架系统进行 了仿真分析 。研究结果表 明: 该控制 方法能够使 车身垂直振动加速度 、 悬架动挠度和车轮动载荷得到较大的衰减 , 高了汽车的操纵稳定性 能和平顺性能 。 提 关键词 : 振动与波 ; 空气悬架 ; 模糊控制 ;参数 自调整 中图分 类号 :4 3 3 U 6 .3 文献标识码 : A
fr ad i i p p r o w r n t s a e .W i h i ltd C—l s e o d p o l st e r n o i p t h i s s e s n h h t te s mua e ca s d r a r f e a h a d m n u ,t e a r u p n i i o
汽车电控半主动空气悬架控制方法研究
汽车电控半主动空气悬架控制方法研究发表时间:2018-11-20T09:40:21.083Z 来源:《科技研究》2018年9期作者:向磊[导读] 随着经济的快速发展,社会在不断的进步,舒适性与操纵性一直是衡量汽车品质的两大核心标准,如何实现两者性能的兼顾始终困扰着汽车设计者。
安徽省合肥市安徽江淮汽车集团股份有限公司乘用车制造公司安徽合肥 230001摘要:随着经济的快速发展,社会在不断的进步,舒适性与操纵性一直是衡量汽车品质的两大核心标准,如何实现两者性能的兼顾始终困扰着汽车设计者。
空气悬架系统的设计可以实现对悬架阻尼及车身高度的联合控制,不仅解决车体振动、悬架动挠度等乘坐舒适性问题,还能提高行车安全性和操纵稳定性。
近年来,电控空气悬架技术在汽车悬架系统的设计中具有广阔的应用前景,研究安全有效的智能控制方法对推动空气悬架系统的应用具有重要意义。
关键词:半主动空气悬架;滑模控制;RBF;神经网络引言汽车产业市场非常广阔,预测在2018年全球汽车产销量将突破亿量,能够创造基数巨大且持续增高的经济价值。
我国的汽车产销量已持续九年居世界第一,2017年中国在全球汽车产量中已突破30%占比,与此同时我国经济正在稳步发展、人民生活水平逐步提升,对汽车性能品质的追求也在不断提高,现代汽车需要满足乘坐舒适性,操控稳定性,驾驶安全性及环境友好性等要求。
然而,在道路的随机性,行驶高速度和系统结构复杂性等影响因素下,使车辆保持最佳性能始终是汽车工程师追求的设计目标。
1空气悬架系统应用概述空气悬架应用的初始时期,主要以空气弹簧作为主要减振装置应用于轨道列车的悬架系统中具有优良的抗振性能,。
20世纪中期,在美国市场首次出现配备空气悬架的客车,此套系统由GMm公司和Firestone.公司联合研发而生,这次成功实践极大推动了空气悬架系统在汽车领域的应用。
随后,众多大型车企开始研发以空气弹簧为主体的空气悬架系统,极大推动空气悬架应用技术的进步。
浅谈空气悬架动力学特性与控制
浅谈空气悬架动力学特性与控制作者:李大鹏来源:《科学与财富》2017年第28期摘要:汽车的悬架系统直接决定了人们的驾驶享受,调教水平较高的悬架系统可以为驾驶员提供一种平顺、舒适、稳定的驾驶感受。
而当前汽车悬挂系统表现最好的当属空气悬挂系统,所以,本文分析了空气悬架系统,并对其动力学特性与控制进行了讨论。
关键词:空气悬架;气体弹簧;动力学特性与控制引言现代人们对于驾驶感受最广泛的要求便是驾驶的舒适感以及平顺性。
由于汽车在行驶过程中,底盘会受车速、路况等因素的影响将振动传递到车内,这就要求汽车在底盘设计时对悬架系统进行特殊调校,以减少车体振动对人体造成的不适与危害。
因此,加快空气悬架的研发进程是底盘设计当前的主要目标。
1关于底盘悬架系统的概述现阶段,汽车底盘的悬架系统通常分为被动悬架、半主动悬架以及主动悬架,其划分标准主要在于其空气悬架的阻尼性能。
首先,被动悬架在汽车行驶过程中,由于悬挂系统的刚度及阻尼都不可调,底盘只能被动接受路况以及行驶速度对车身造成的振动;其次,半主动悬架应用范围最为广泛,该悬架方式不改变悬架原有刚度,只调节悬架阻尼,从而达到对悬架减震的效果。
半主动悬架不需要额外安装动力源装置,仅需要部分可控阻尼元件配合工作,另外半主动悬架虽然不能接受控制信号,但能够自动调节出最优弹簧特性和阻尼特性,使其性能与主动悬架差距不大,因此才会被广泛应用;最后,主动悬架系统是结合汽车行驶状态以及路面情况,自动对悬架的刚度和阻尼进行适时调节,并将底盘维持在最佳减振状态,从而保障汽车行驶的平顺舒适性。
但在实际生产使用中,主动悬架设计技术复杂,处理程序需要较高的配置,并且维护难度高、成本昂贵,所以得不到广泛应用。
2空气悬架的结构及工作原理2.1空气悬架的基本结构目前空气悬架的主要结构包括空气弹簧、导向机构、减震器、控制臂、推力杆、缓冲限位块等,大致结构分布见图1。
其中空气弹簧作为空气悬架中最重要的组成部分,对底盘性能起到决定性的作用。
重型车辆空气悬架参数匹配与性能分析
重型车辆空气悬架参数匹配与性能分析张俊玲【摘要】根据车辆动力学模型简化原则,确定某重型货车前后悬架空气弹簧刚度及减振器参数,并建立相应三维模型。
根据三维模型参数,在AMESim中建立二分之一车辆模型,并利用滤波白噪声法建立了C级路面激励。
通过计算,对前后悬架不同阻尼值下的悬架参数进行匹配研究,分析了空气悬架阻尼值的改变及匹配对车辆行驶平顺性、操纵稳定性以及道路友好性的影响。
【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P96-99)【关键词】重型汽车;空气悬架;参数匹配【作者】张俊玲【作者单位】贵州工业职业技术学院机械与电气工程学院,贵阳 550003【正文语种】中文【中图分类】U4630 引言随着基础建设及交通运输需求的不断加大,重型车辆逐渐成为研究热点[1]。
作为汽车车身与车轴的弹性连接件,悬架系统主要实现车轮与车架之间的力矩传递,通过缓和、衰减路面激励对车桥及车身带来的冲击、振动,保持车辆良好的平顺性、行驶稳定性及道路友好性[2]。
随着我国居民生活水平的提高,人们对重型车辆性能提出了更高的要求。
空气悬架是以空气弹簧为主要弹性元件,由于其具有刚度可变、高度可控、自振频率低、隔声性能好和高频振动吸收率高等特点,近些年逐渐成为应用及研究热点[3]。
当前,国内空气悬架技术还存在诸多待解决的问题,由于空气弹簧的强非线性,对空气悬架参数匹配的研究一般是推导数学模型进行仿真分析,往往数学公式中一个参数的错误就会导致仿真结果与真实情况大相径庭[4]。
本文应用AMESim对空气悬架重型车辆进行建模及参数匹配研究,借助软件对于动力学系统的建模优势,分析空气悬架阻尼系统的改变对车辆各方面性能的影响,推导出空气悬架系统参数匹配相应结果。
为国内空气悬架的研究提供一种新的思路,充实重型车辆空气悬架领域的研究。
1 空气悬架建模因重型货车要经常性的出现在各种道路环境复杂的场所,比如矿山、工厂、码头等,特别是用于长途运输的重型货车,由于线路长、国家道路建设实力的有限性,可能要多次行驶在不同的路面。
4×2牵引车空气气囊悬架结构及装配工艺分析及优化
Science and Technology & Innovation ┃科技与创新·123·文章编号:2095-6835(2016)21-0123-014×2牵引车空气气囊悬架结构及装配工艺分析及优化李兆辉(东风柳州汽车有限公司,广西 柳州 545005)摘 要:基于车辆平顺性和舒适性条件,优化设计重型牵引车悬架采用空气气囊悬架结构成为车辆设计部门重点研究的课题。
研究以4×2牵引车悬架的基本结构及工作原理为依据,构建4×2牵引车悬架的数学和动力学模型,选择与该车辆匹配的空气气囊悬架。
仿真结果表明,空气气囊悬架平顺性和舒适性随着阻尼系数的改变而变化,从而获得综合性能最佳的阻尼系数。
关键词:重型货车悬架;平顺性;舒适性;空气气囊悬架中图分类号:U463.33 文献标识码:A DOI :10.15913/ki.kjycx.2016.21.1231 4×2牵引车悬架结构及工作原理悬架结构是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称,其通过将路面作用在车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及所有反力造成的力矩传递到车架,从而实现汽车的正常行驶。
牵引车作为专门或主要用于牵引挂车的汽车,其与挂车联接的主要方式包含以下2种:①牵引车利用后端的牵引鞍座搭接挂车前面一部分,挂车的部分质量由牵引车后面的车桥承受,即半挂;②牵引车的后段通过牵引连接装置连接挂车的前端,只为挂车提供行驶的拉力,即全挂。
常见的悬架结构包含钢板弹簧导向机构(全长钢板弹簧并用式、钢板弹簧后端式)、双纵臂式导向机构、双横臂式导向机构、单纵臂式刀向机构。
空气悬架结构一般都是采用非独立悬架,囊式空气弹簧的上下端分别固定在车架和车桥上,空气弹簧与螺旋弹簧传递垂直力,推力杆传递纵向力、横向力。
2 4×2牵引车建模 2.1 数学模型以前横向稳定杆模型的建立为例,由于在重型汽车中空气悬架结构的钢板弹簧、扭杆等会对整个系统的运动产生重要影响,特别是在平顺性仿真分析过程中需要考虑柔性体的影响。
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准 大气 压 ( P a ) ,A为 有效横 截面 积 ( m ) 。经 过
实 际实 验 可知隅 ,有 效横 截 面积 在空 气弹 簧工 作 行 程 内 ,基 本保 持不 变 。 空 气 弹 簧 在 工 作 过 程 中 , 气 压 与体 积 满 足 以
I
匐 化
申一方 ,李翔晟 ,蒋淑霞
SHEN Yi — f a n g , L l Xi a n g — s h e n g , J I ANG Sh u . x i a
( 中南林业科技大学 机 电工程学院 ,长沙 4 1 0 0 0 4) .
摘 要 : 本文从空气力学的角度分析了空气弹簧弹 力变化过程 ,引入 了多个弹簧参数来计算弹力 ,然后 建立 了空气弹簧非线性 振动模型 。以此为 基础 在Ma t l a b / S i m u l i n k 中构建了空气悬架 1 / 4 车辆 两 自由度模型 。模 拟了车辆 的行 驶情况 ,评价了其 道路 友好性 ,并与参数相 同的被动悬架 作 比较 。结果表明 :该非线性振 动模型 能够 正确 的模拟 空气弹簧工作过 程 ;相 同条件下使用 空 气悬架可减小车辆对道路 的损 坏 ,降低公路运输和道路养护支出。 关键词 :空气悬架 ;弹簧参 数 ;非线性振 动模型 ; 道路友好性 中图分类号 :U 4 6 3 . 3 3 文献标识码 :A 文章编号 :1 0 0 9 -0 1 3 4 ( 2 0 1 4 ) 0 3 ( 下) -0 0 8 2 -0 4
变 , 由其 内部 气 体状 态 来确 定 其 弹 力 的 模 型 。根
据 文献 [ 7 】 ,对 于空 气弹 簧 ,其 弹 力F 可写 为 :
F=(பைடு நூலகம்尸一
式 中,P 为 空气 弹簧 绝对 气压 ( P a ),
f 1 1
为 标
悬 架 作 为 一 种 新 型 的主 动 悬 架 ,相 较 其 他种 类 悬 架 性能 优 异 , 受到 了广泛 关 注 ] 。众 多研 究人 员 对 使 用 空 气 悬架 的车 辆 道 路 友 好性 进 行 了探 索 。
弹 簧 工 作 过 程 ,且 使 用 空气 悬 架 可 改 善 车 辆道 路 友好 性 的结论 。
为 了表 示 初 始体 积 、工 作 体 积 之 间 的关 系 , 引入 体 积变 化 率a 。它 表示 空 气弹 簧 体积 变 化 与形
变量 之 间的关 系 ,则 上述 三者 的关 系可 表示 为 :
、 l 匐
基于非线性振动模型 的空气悬架特性研究
Resear ch on ch ar act er i s t i cs of ai r s uspens i on bas ed on n on l i near vi br at i on m odel
V =V o 一 ( 3 )
a 为 负值 时表示 空气弹簧处 于拉伸状 态 ,正值 时
表示空 气弹簧处于压 缩状 态;x 是 空气弹簧 形变量 。 联立 ( 1 )~ ( 3 )式 ,可得 空 气弹 簧 弹 力 表
达式 :
1 空气悬架模型
1 . 1空气弹簧非线性振动模型 空气弹簧弹力的产生和变化是一个复杂的过
D o i :1 0 . 3 9 6 9 / J . i s s n . 1 0 0 9 -0 1 3 4 . 2 0 1 4 . 0 3 ( 下) . 2 2
0 引言
随 着 我 国道 路 运 输 业 的 发 展 , 车 辆 对道 路 的 损 坏 , 即道 路 友 好性 的 重 要 性 日益 凸显 J 。 空气
式及 牛顿 第二 定律 ,可 建立如 下平 衡方 程 :
收稿 日期:2 0 1 3 -1 2 -1 6 基金项 目:湖南省 自然科学基金项 目 ( 1 3 J J 8 0 0 1 );中南林业科技大学高层次人才 引进基金 ( 1 0 4 0 2 8 6 ) 作者简介:申一方 ( 1 9 8 8一),男,河北 邯郸 人,硕士研究生 ,研究方 向为汽车底盘设计 。 【 8 2 】 第3 6 卷 第3 期 2 0 1 4 — 0 3 ( 下)
初 始气 压 ,V 为 空气 弹簧 初 始体积 ,V为 空气 弹 簧 工作 体 积 ,n 为气 体 多变 指数 ,其数 值大 于 1 . 3 4 , 于
1 . 4。
簧工 作过程 。且 多将 道 路友好 性 与空气悬 架其 他性 能联合 仿真 ,缺 乏对道 路友好 性的单独 研究 。 本 文 首 先从 空气 力 学 的角 度 建 立 了空 气 弹 簧 非 线性 振 动 模 型 ,然 后 建 立车 辆 模 型 ,模 拟其 行 驶 情 况 ,分 析 其 道 路 友 好性 ,并 与 参 数 相 同的 钢 板 弹 簧 悬 架 比较 ,得 出 了 此模 型 可 正 确 模 拟 空 气
程 。 以前 的 研 究 中 多将 刚度 拟 合 形 变 量 的 二 次 函 数 , 但 却 与 实 际 情 况 相 差 甚 大 。 空 气 弹 簧 非 线 性 振 动 模 型 定义 为考 虑 空 气 弹 簧 气 压 等参 数 的 改
卜
图1 所 示 为 空 气 弹 簧 单 自 由度 模 型 ,据 ( 4 )
下关 系 :
等 也基 于 此模型 ,加入模 糊 控制 法对 空 气悬 架的 操纵 稳定 性和道 路友 好性 进行 了联合 仿真 。但 是这
种模 型 与真实情 况 出入较 大 ,不能 完全模 拟 空气弹
P n =PV =c o n s t ( 2 ) 上 式 称 为 气 体 状 态方 程 ,其 中P 。 为 空气 弹 簧