半車懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)解耦控制研究.pdf

1、可控懸架系統(tǒng)能夠同時提高車輛駕乘舒適度與操控安全性，因而具有出色的綜合懸架性能，從上世紀(jì)五十年代起，就是國際車輛工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)課題之一。整車懸架系統(tǒng)一般由四組“四分之一”車輛懸架子系統(tǒng)（簡稱QC）組成，各懸架子系統(tǒng)間存在強(qiáng)耦合特性，對整車垂直、俯仰和側(cè)傾三種運(yùn)動的懸架性能有重要的影響，對車輛多組懸架子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制迄今尚缺乏行之有效的解決方案。如能將整車懸架系統(tǒng)解耦為四組獨(dú)立的QC1，就可直接應(yīng)用成熟的QC控制方案，從而簡化整車控制

2、器設(shè)計的復(fù)雜性和提高控制實(shí)時性，理想地解決車輛多組懸架子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制難點(diǎn)問題，對推動可控懸架系統(tǒng)盡早在實(shí)際車輛中普及應(yīng)用具有重要的理論和工程意義。
　　 本論文對由兩組QC組成的半車懸架系統(tǒng)的解耦控制問題進(jìn)行了深入研究，該系統(tǒng)存在垂直和俯仰兩種運(yùn)動懸架性能。首先，建立并分析了半車被動懸架系統(tǒng)的動力性模型，將其等效變換為包含兩組標(biāo)準(zhǔn)QC的動力學(xué)方程，由此發(fā)現(xiàn)半車前、后兩組QC間的耦合關(guān)系，即在簧載質(zhì)量處存在由車輛俯仰角加速度派生

3、出的耦合量，將其定義為耦合阻尼力，并發(fā)現(xiàn)如果在非簧載質(zhì)量處增加一阻尼力將其補(bǔ)償，就能實(shí)現(xiàn)半車懸架系統(tǒng)的完全結(jié)構(gòu)解耦;其次，根據(jù)提出的耦合阻尼力概念，提出了一種采用雙可控阻尼器的新型QC結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，除了將傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)中的被動阻尼器用可控阻尼器代替外，稱為簧載可控阻尼器，還在其下控制臂與連桿之間安裝另一個可控阻尼器，稱為非簧載可控阻尼器，作用就是補(bǔ)償耦合阻尼力，其輸出阻尼力大小由反饋的車身俯仰角加速度計算得到，從而實(shí)現(xiàn)半車前、后兩組QC的

4、完全結(jié)構(gòu)解耦;進(jìn)一步地，驗(yàn)證了提出的半車懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)解耦方法的正確性，考慮車輛載荷變化，對簧載可控阻尼器應(yīng)用提出的QC滑模控制器，在主動和半主動（簧載可控阻尼器采用磁流變阻尼器）滑模控制方式下，對解耦的半車可控懸架系統(tǒng)的懸架性能進(jìn)行比較研究，簧載和非簧載兩個可控阻尼器分別采用“主動-主動”、“半主動-主動”和“半主動-半主動”三種基本控制方式，得到了“主動-主動”和“半主動-主動”兩種控制方式可以有效地提高半車懸架系統(tǒng)的魯棒控制綜合懸架