基于磁流变智能弹簧的汽车悬架系统的主动振动控制

摘要

随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,汽车逐渐融入人们的生活。成为不可或缺的交通工具。悬架作为汽车底盘的重要部件,很大程度上决定了车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。悬架作为汽车主要的构成部件，很大程度上决定着汽车的性能好坏。磁流变材料作为一种新型的智能材料，已经被广泛应用在各个领域。其中最新的磁流变智能弹簧与磁流变阻尼器集成的智能车辆主动悬架能够改善车辆乘坐的舒适性、行驶平稳性和操纵稳定性，可以减少车辆关键承载零部件的破坏以及车辆特别是重载车辆对路面的破坏。当下，大多数研究都是建立在使用磁流变阻尼器的车辆悬架系统的振动控制上，但是基于磁流体智能弹簧的车辆悬架系统的振动控制的研究才刚刚开始，是新型汽车主动悬架振动控制研究的一个重要方向。所以本文对基于磁流变智能弹簧的汽车主动悬架系统控制进行了研究。论文的主要内容如下：
　　首先,利用软件对系统的执行元件磁流变智能弹簧的滞回特性进行仿真研究，通过修正的Bouc-wen模型，得到了磁流变智能弹簧在不同电流和振幅下的位移与力、速度与力的曲线图。接着，建立了随机路面白噪声输入信号模型以及二分之一悬架系统的四自由度动力学数学模型，并在Matlab的Simulink中搭建仿真模型。在随机路面激励下,针对四自由度二分之一车动力学模型，分别建立了PID控制器、模糊PID控制器、自适应模糊PID控制器。以某车型为例进行仿真分析，仿真表明三种控制策略相对于被动悬架明显的改善了汽车行驶平顺性，对三种控制策略的控制效果对比分析，结果表明自适应模糊PID控制相比其它两种控制一定程度地降低了车身垂直加速度、轮胎动载荷和悬架动挠度这些悬架性能指标数值,更有效改善了汽车行驶平顺性和操纵稳定性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 主动悬架研究现状与发展趋势

1.3 磁流变技术在车辆悬架振动控制领域的应用

1.4主动悬架的控制策略综述

1.5主要研究内容

第二章 磁流变智能弹簧的研究

2.1 磁流变技术综述

2.2磁流变智能弹簧的工作原理

2.3磁流变智能弹簧的力学模型

2.4磁流变智能弹簧的建模仿真分析

2.5 本章小结

第三章 车辆主动悬架系统动力学建模

3.1 悬架类型及性能比较

3.2 悬架系统的性能评价指标

3.3路面输入模型的建立

3.4 1/2车悬架系统建模

3.5 本章小结

第四章 车辆主动悬架系统控制策略

4.1 PID控制器设计

4.2 模糊控制器的设计

4.3 主动悬架模糊PID控制器设计

4.4 自适应模糊PID控制

4.5 本章小结

第五章 Simulink仿真及结果分析

5.1 Matlab/Simulink仿真环境简介

5.2 主动悬架Simulink仿真模型

5.3 仿真结果对比分析

5.4 本章小结

第六章 总结

6.1总结

6.2 展望

参考文献

致谢

附录A（攻读学位期间发表论文目录）