汽車振動主動控制理論與技術(shù)

1 緒論1
1.1 車輛懸架研究背景1
1.2 車輛智能懸架的類型2
1.2.1 半主動懸架3
1.2.2 主動懸架5
1.3 智能懸架國內(nèi)外研究現(xiàn)狀6
1.3.1 半主動懸架研究現(xiàn)狀6
1.3.2 主動懸架研究現(xiàn)狀8
1.3.3 控制策略研究現(xiàn)狀10
1.3.4 能量回收研究現(xiàn)狀13
1.4 車輛懸架控制策略簡介16

2 車輛懸架動力學(xué)建模與路面模型19
2.1 引言19
2.2 不平路面輸入模型19
2.2.1 階躍路面輸入模型19
2.2.2 正弦路面輸入模型20
2.2.3 隨機(jī)路面輸入模型20
2.3 車輛懸架系統(tǒng)動力學(xué)模型22
2.3.1 模型簡化22
2.3.2 1/4汽車二自由度懸架動力學(xué)模型24
2.3.3 1/2汽車四自由度懸架動力學(xué)模型26
2.3.4 整車七自由度懸架動力學(xué)模型27
2.4 本章小結(jié)29

3 車輛電動靜液壓主動懸架動力學(xué)建模及參數(shù)優(yōu)化30
3.1 引言30
3.2 電動靜液壓主動懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理30
3.3 電動靜液壓作動器的數(shù)學(xué)模型31
3.3.1 主動控制模式下電動靜液壓作動器的數(shù)學(xué)模型31
3.3.2 隨動饋能模式下電動靜液壓作動器的數(shù)學(xué)模型35
3.4 電動靜液壓作動器參數(shù)的優(yōu)化37
3.4.1 參數(shù)敏感性分析37
3.4.2 優(yōu)化目標(biāo)及約束條件37
3.4.3 優(yōu)化結(jié)果分析38
3.5 本章小結(jié)39

4 車輛電動靜液壓主動懸架協(xié)調(diào)切換控制40
4.1 引言40
4.2 主動懸架分層協(xié)調(diào)切換控制40
4.2.1 分層協(xié)調(diào)切換控制器設(shè)計(jì)40
4.2.2 主動懸架能量平衡條件功率流分析42
4.2.3 主動懸架能量平衡條件42
4.2.4 分層協(xié)調(diào)切換控制仿真分析42
4.2.5 結(jié)果分析45
4.3 電動靜液壓主動懸架力跟蹤控制策略46
4.3.1 力跟蹤控制方案46
4.3.2 力跟蹤控制主環(huán)47
4.3.3 力跟蹤控制內(nèi)環(huán)48
4.3.4 力跟蹤控制仿真51
4.4 電動靜液壓主動懸架雙滑?？刂撇呗?5
4.4.1 雙滑?？刂品桨冈O(shè)計(jì)55
4.4.2 主動模式下雙滑模控制方案56
4.4.3 雙滑?？刂品抡娣治?0
4.4.4 失效模式下狀態(tài)估計(jì)與切換控制策略65
4.4.5 失效模式下仿真分析69
4.5 本章小結(jié)74

5 車輛電動靜液壓主動懸架時(shí)滯補(bǔ)償控制76
5.1 引言76
5.2 電動靜液壓主動懸架時(shí)滯產(chǎn)生機(jī)理76
5.3 控制時(shí)滯問題解決的策略77
5.3.1 減小時(shí)滯77
5.3.2 時(shí)滯補(bǔ)償策略77
5.4 考慮時(shí)滯的電動靜液壓主動懸架模型建立79
5.4.1 考慮時(shí)滯的二自由度主動懸架模型建立79
5.4.2 電動靜液壓作動器動態(tài)模型建立80
5.5 電動靜液壓主動懸架時(shí)滯特性分析82
5.5.1 時(shí)滯對電動靜液壓主動懸架穩(wěn)定性的影響82
5.5.2 時(shí)滯對電動靜液壓主動懸架動態(tài)性能的影響84
5.6 電動靜液壓作動器的內(nèi)模PID控制86
5.6.1 內(nèi)?？刂圃?6
5.6.2 內(nèi)模控制器設(shè)計(jì)87
5.6.3 內(nèi)?？刂频腜ID控制形式轉(zhuǎn)化89
5.6.4 內(nèi)模PID控制仿真91
5.7 本章小結(jié)95

6 車輛磁流變半主動懸架控制96
6.1 引言96
6.2 磁流變液的組成與特性96
6.2.1 磁流變液的組成及特點(diǎn)96
6.2.2 磁流變效應(yīng)97
6.2.3 磁流變液的動態(tài)本構(gòu)特性98
6.3 磁流變減振器的工作模式與結(jié)構(gòu)原理100
6.3.1 磁流變減振器的工作模式100
6.3.2 磁流變減振器的結(jié)構(gòu)原理101
6.3.3 饋能式磁流變減振器的結(jié)構(gòu)原理102
6.4 磁流變減振器的力學(xué)模型103
6.4.1 改進(jìn)型磁流變減振器多項(xiàng)式模型104
6.4.2 模型參數(shù)辨識107
6.5 磁流變半主動懸架控制仿真109
6.5.1 磁流變半主動懸架模糊控制仿真109
6.5.2 磁流變半主動懸架混合天棚控制仿真114
6.6 本章小結(jié)123

7 車輛滾珠絲杠式半主動懸架控制124
7.1 引言124
7.2 滾珠絲杠式半主動懸架原理與參數(shù)分析124
7.2.1 滾珠絲杠式半主動懸架結(jié)構(gòu)原理124
7.2.2 滾珠絲杠作動器的結(jié)構(gòu)與工作原理125
7.3 滾珠絲杠作動器動力學(xué)建模131
7.3.1 并聯(lián)式滾珠絲杠作動器動力學(xué)模型131
7.3.2 等比傳動滾珠絲杠作動器動力學(xué)模型133
7.4 滾珠絲杠半主動懸架仿真分析136
7.4.1 并聯(lián)式滾珠絲杠式半主動懸架仿真分析136
7.4.2 并聯(lián)式滾珠絲杠半主動懸架控制仿真140
7.4.3 等比傳動滾珠絲杠式半主動懸架仿真分析143
7.5 本章小結(jié)148

8 車輛直線電機(jī)式主動懸架控制149
8.1 引言149
8.2 作動器有限元分析149
8.2.1 作動器的工作原理149
8.2.2 作動器有限元建模152
8.2.3 作動器同步速度對電磁力的影響152
8.2.4 *大拉伸長度對電磁力的影響153
8.2.5 齒槽開口系數(shù)對電磁力的影響153
8.2.6 輸入電壓對作動器響應(yīng)特性的影響155
8.3 作動器動力學(xué)模態(tài)分析156
8.3.1 作動器模態(tài)分析理論基礎(chǔ)156
8.3.2 非線性接觸剛度理論157
8.3.3 作動器主體結(jié)構(gòu)建模159
8.3.4 作動器模態(tài)振型圖159
8.3.5 不同F(xiàn)KN值對作動器模態(tài)頻率的影響161
8.3.6 不同F(xiàn)KN值對形變位移的影響162
8.3.7 不同運(yùn)行速度對模態(tài)頻率的影響162
8.4 直線電機(jī)式主動懸架控制策略仿真163
8.4.1 直線電機(jī)式主動懸架的工作原理163
8.4.2 直線電機(jī)動力學(xué)建模163
8.4.3 直線電機(jī)控制165
8.4.4 主動懸架控制策略170
8.4.5 控制系統(tǒng)仿真分析173
8.5 本章小結(jié)177

9 車輛懸架振動能量回收179
9.1 引言179
9.2 能量回收可行性分析179
9.3 饋能式磁流變半主動懸架能量回收分析與試驗(yàn)181
9.3.1 饋能效率分析181
9.3.2 能量回收方案184
9.3.3 饋能回收電路設(shè)計(jì)185
9.3.4 饋能式磁流變半主動懸架能量回收試驗(yàn)190
9.4 并聯(lián)式滾珠絲杠式半主動懸架能量管理系統(tǒng)分析和試驗(yàn)191
9.4.1 能量管理策略191
9.4.2 能量管理系統(tǒng)硬件電路192
9.4.3 分級調(diào)壓儲能裝置和控制策略設(shè)計(jì)192
9.4.5 儲能裝置電氣元器件的選型196
9.5 饋能式懸架能量回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)197
9.5.1 能量回收電路設(shè)計(jì)仿真197
9.5.2 懸架饋能回收試驗(yàn)203
9.6 本章小結(jié)206

參考文獻(xiàn)207