采用電動靜液壓(Electro-Hydro static Actuator)作動器的主動懸架隨著使用年限增加或工作環(huán)境變化,會出現(xiàn)一種實(shí)際產(chǎn)生主動力小于所需主動力的失效現(xiàn)象,減弱主動懸架系統(tǒng)對地面激勵(lì)的抑制效果,降低駕駛員和乘員的舒適性與操縱穩(wěn)定性。本文在提升主動懸架性能的基礎(chǔ)上,考慮作動器失效現(xiàn)象,設(shè)計(jì)了一種雙滑模切換控制策略,對電動靜液壓主動懸架進(jìn)行控制研究。在分析電動靜液壓主動懸架結(jié)構(gòu)組成與工作原理的基礎(chǔ)上,建立了電動靜液壓主動懸架動力學(xué)模型與失效模型。設(shè)計(jì)了一種包含主動模式與失效模式的雙滑模切換控制策略:在主動模式下,設(shè)計(jì)了一種雙滑模內(nèi)外環(huán)控制,包含基于模型參考的外環(huán)滑�？刂坪碗姍C(jī)內(nèi)環(huán)滑�？刂�;采用卡爾曼濾波狀態(tài)估計(jì)算法,估計(jì)懸架系統(tǒng)各項(xiàng)狀態(tài)變量的值,判斷懸架作動器是否失效,當(dāng)作動器發(fā)生失效后的失效模式下,通過卡爾曼濾波估計(jì)算法計(jì)算得到作動器失效因子,對輸出主動力進(jìn)行補(bǔ)償;并提出了一種復(fù)合切換條件,提升控制策略在模式切換時(shí)的切換穩(wěn)定性。在MATLAB/Simulink環(huán)境下對采用雙滑模切換控制策略的電動靜液壓主動懸架進(jìn)行仿真分析;最后在二立柱式振動臺和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,制作試驗(yàn)樣機(jī)、振動試驗(yàn)所需的控制器與驅(qū)動器等,開展了懸架主動控制試驗(yàn)與失效補(bǔ)償試驗(yàn)。仿真結(jié)果表明:在主動模式下,雙滑模內(nèi)外環(huán)控制策略可以大幅降低電動靜液壓主動懸架作動器輸出力脈動;在失效模式下,能夠進(jìn)行模式切換,使電動靜液壓主動懸架性能恢復(fù)至與正常主動懸架相近的水平。試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)懸架處于主動模式時(shí),在正弦路面與隨機(jī)路面激勵(lì)下,與被動懸架相比簧載質(zhì)量加速度分別降低37.86%和31.07%;在失效模式下,相比于失效因子為0.6的懸架作動器,簧載質(zhì)量加速度下降26.7%,改善了作動器失效造成車輛懸架性能惡化的問題。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：U463.33
【部分圖文】：

旋彈簧，在此基礎(chǔ)上，增加了可以被控制的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用來改變車輛懸架的阻尼或剛度，使汽車懸架處于更加良好的工作狀態(tài)，減少各種路面對車身帶來的激勵(lì)，使車輛始終處于較為平穩(wěn)的行駛狀態(tài)。在上世紀(jì)末，人類逐漸意識到主動懸架的重要性與潛力，開始有大批學(xué)者開展了對主動懸架的研究。其中美國德克薩斯大學(xué)[14-15]提出的齒輪齒條式新型主動懸架、日本學(xué)者Okada與Suda[16-19]提出的新型饋能型主動懸架及饋能電路、學(xué)者Jolly[20]提出的氣動式主動懸架能量回收器等，都是20世紀(jì)90年代的學(xué)者們對于新型主動懸架的探索。圖1.1齒輪齒條式主動懸架系統(tǒng)圖1.2饋能型主動懸架進(jìn)入21世紀(jì)后，我國有學(xué)者陸續(xù)開始對主動懸架系統(tǒng)進(jìn)行研究，有部分學(xué)者對主動懸架系統(tǒng)原理進(jìn)行摸索，并設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)樣機(jī)，開展了仿真與試驗(yàn)。

絲梢員豢刂頻牡鶻諢?梗?美錘謀涑盜拘?艿淖枘嶧蚋斬齲?蠱?敵?艽τ?更加良好的工作狀態(tài)，減少各種路面對車身帶來的激勵(lì)，使車輛始終處于較為平穩(wěn)的行駛狀態(tài)。在上世紀(jì)末，人類逐漸意識到主動懸架的重要性與潛力，開始有大批學(xué)者開展了對主動懸架的研究。其中美國德克薩斯大學(xué)[14-15]提出的齒輪齒條式新型主動懸架、日本學(xué)者Okada與Suda[16-19]提出的新型饋能型主動懸架及饋能電路、學(xué)者Jolly[20]提出的氣動式主動懸架能量回收器等，都是20世紀(jì)90年代的學(xué)者們對于新型主動懸架的探索。圖1.1齒輪齒條式主動懸架系統(tǒng)圖1.2饋能型主動懸架進(jìn)入21世紀(jì)后，我國有學(xué)者陸續(xù)開始對主動懸架系統(tǒng)進(jìn)行研究，有部分學(xué)者對主動懸架系統(tǒng)原理進(jìn)行摸索，并設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)樣機(jī)，開展了仿真與試驗(yàn)。

1緒論32001年，上海交通大學(xué)喻凡等人[21-24]提出了一種新型的饋能式電動懸架，如圖1.3與圖1.4所示，并對試驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行工廠試驗(yàn)研究，在實(shí)驗(yàn)室工況下，該新型主動懸架可以在一定程度上回收路面激勵(lì)所產(chǎn)生的能量，完成主動懸架能量回收，同時(shí)在頻率較低的激勵(lì)下時(shí)該新型懸架與原廠所產(chǎn)的被動懸架性能基本保持一致。除此之外，還將該作動器安裝到一部大眾帕薩特上進(jìn)行了實(shí)車試驗(yàn)，驗(yàn)證了其可行性與有效性。圖1.3饋能式電動懸架裝配圖圖1.4饋能式電動懸架樣機(jī)2004年，上海交通大學(xué)曹民等人[25]研制了一種新型磁流變減振器，在傳統(tǒng)磁流變減振器的基礎(chǔ)上加裝了多級磁路式電磁活塞、單向閥等裝置，解決了傳統(tǒng)磁流變減振器靜置沉降、阻尼特性不理想等問題，并對設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了辨析，最后進(jìn)行了性能試驗(yàn)，分析了電磁活塞的磁力線分布。圖1.5新型磁流變減振器原理簡圖
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2886689