發(fā)布時(shí)間：2018-07-24 20:44

【摘要】：隨著時(shí)代和科技的進(jìn)步,人們對(duì)車(chē)輛的行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性提出更高的要求,因此半主動(dòng)懸架技術(shù)受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。磁流變液作為一種新型智能材料,可以在外加磁場(chǎng)作用下,實(shí)現(xiàn)液態(tài)和半固態(tài)的快速轉(zhuǎn)化,其轉(zhuǎn)化過(guò)程是可控制和可逆的。磁流變液阻尼器根據(jù)磁流變液的特性而設(shè)計(jì)的,具有響應(yīng)速度快、可控性好、功耗低和結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,輸出力大等優(yōu)點(diǎn),非常適合在車(chē)輛懸架系統(tǒng)中應(yīng)用。為此,本文設(shè)計(jì)出新型自饋能磁流變液阻尼器,將其配備在ZL50輪式裝載機(jī)懸架系統(tǒng)中,其意義在于通過(guò)理論分析和仿真試驗(yàn),得出這種磁流變液阻尼器設(shè)計(jì)原理和方法,從而為早日開(kāi)發(fā)出節(jié)能降耗和高可靠性的半主動(dòng)磁流變液懸架系統(tǒng)提供有價(jià)值的設(shè)計(jì)依據(jù)和實(shí)施手段。 論文的具體內(nèi)容如下: 第1章,闡述了本課題研究的背景和意義;分別概述了國(guó)內(nèi)外磁流變液、磁流變液阻尼器、車(chē)輛懸架系統(tǒng)和懸架控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題;針對(duì)ZL50輪式裝載機(jī)懸架系統(tǒng)存在的問(wèn)題,提出本文的主要研究?jī)?nèi)容。 第2章,著重設(shè)計(jì)單出桿式的新型饋能磁流變液阻尼器,根據(jù)Bingham力學(xué)模型,建立其輸出力的模型。對(duì)該新型磁流變液阻尼器的機(jī)械結(jié)構(gòu)和磁路進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì);對(duì)阻尼器的饋能部分即饋能發(fā)電機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);在Matlab/simulink中建立該阻尼器的模型,分析其外特性。 第3章,建立正弦路面激勵(lì)的數(shù)學(xué)模型;簡(jiǎn)要介紹懸架系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo);建立裝載機(jī)的半主動(dòng)懸架系統(tǒng)和被動(dòng)懸架系統(tǒng)模型;判斷半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的穩(wěn)定性,推導(dǎo)出懸架系統(tǒng)的傳遞函數(shù),分析其幅頻特性;分析懸架系統(tǒng)參數(shù)對(duì)其響應(yīng)的影響狀況。 第4章,分析懸架系統(tǒng)可觀測(cè)性和可控性。設(shè)計(jì)了線性二次最優(yōu)控制器、模糊控制器、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器和饋能控制,在Matlab/Simulink中對(duì)此四種控制策略進(jìn)行仿真分析對(duì)比。 最后,對(duì)本論文的研究工作和成果進(jìn)行總結(jié);最后指出本文所存在的不足,并展望下一步的研究工作。
[Abstract]:With the development of the times and science and technology, people put forward higher requirements for vehicle driving stability and ride comfort, so semi-active suspension technology has been widely concerned by academia and industry. As a new intelligent material, magnetorheological fluid (MRF) can realize the rapid transformation of liquid and semisolid under the action of external magnetic field, and the conversion process is controllable and reversible. The magneto-rheological fluid damper is designed according to the characteristics of the magnetorheological fluid. It has the advantages of high response speed, good controllability, low power consumption, relatively simple structure and large output force. It is very suitable for application in vehicle suspension system. In this paper, a new type of magneto-rheological fluid damper with self-fed energy is designed and equipped in the suspension system of ZL50 wheel loader. Its significance lies in the design principle and method of the magneto-rheological fluid damper through theoretical analysis and simulation test. It provides valuable design basis and practical means for the early development of semi-active magnetorheological suspension system with energy saving and high reliability. The main contents of the thesis are as follows: in Chapter 1, the background and significance of the research are described, and the magneto-rheological fluid damper, the magnetorheological fluid damper, and the magneto-rheological fluid damper at home and abroad are summarized respectively. The research status and existing problems of vehicle suspension system and suspension control system, aiming at the existing problems of ZL50 wheel loader suspension system, put forward the main research contents of this paper. In chapter 2, a new type of magneto-rheological fluid damper with single output rod is designed. According to the Bingham mechanical model, the output force model is established. The mechanical structure and magnetic circuit of the new magnetorheological fluid damper are optimized by multi-objective design; the energy fed generator of the damper is designed; the model of the damper is established in Matlab/simulink and its external characteristics are analyzed. In chapter 3, the mathematical model of sinusoidal road excitation is established; the performance evaluation index of suspension system is introduced briefly; the semi-active suspension system and passive suspension system model of loader are established; the stability of semi-active suspension system is judged. The transfer function of suspension system is derived and its amplitude-frequency characteristic is analyzed, and the influence of suspension system parameters on its response is analyzed. Chapter 4 analyzes the observability and controllability of suspension system. The linear quadratic optimal controller, fuzzy neural network controller and energy feedback control are designed. The four control strategies are simulated and compared in Matlab/Simulink. Finally, the research work and results of this paper are summarized, and the shortcomings of this paper are pointed out, and the further research work is prospected.
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH243;TB535.1

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本文編號(hào)：2142600