汽车主动悬架毕业论文
车身主动式悬架系统的研究与优化

车身主动式悬架系统的研究与优化随着科技的不断进步,汽车行业也在不断地寻求新的技术突破,让我们驾驶汽车更加便捷、安全、舒适。
车身主动式悬架系统就是一项新兴的技术,它能够根据道路状况和车速等因素,主动调整车身的悬架系统,使驾驶更加平稳、舒适,甚至可以大幅度减少车辆的燃油消耗。
本文就以这项先进的技术为切入点,探讨车身主动式悬架系统的研究与优化。
一、车身主动式悬架系统简介车身主动式悬架系统,英文名为“Active Suspension System”,是指通过车载计算机和一系列的传感器来感知车辆的情况,然后根据此情况对车辆的悬架系统进行主动调整,以达到更好的行驶稳定性和乘坐舒适性的目的。
这种系统相对于传统的悬架系统而言,具有响应更快、控制更精准和设定更灵活等优点。
车身主动式悬架系统通常由以下几个核心组成部分:车载计算机、传感器、执行机构和操作面板。
其中车载计算机负责接收各个传感器的反馈信号,并根据预设的控制算法进行计算,调整执行机构的工作状态。
传感器则可以感知车辆行驶时的重心、速度、加速度和路面条件等因素。
执行机构则负责根据车载计算机的指令主动调整悬架系统,以达到更好的行驶和乘坐效果。
操作面板则为驾驶员提供了一种手动调整悬架系统的方式,使其可以根据个人的需求对悬架系统进行微调。
二、车身主动式悬架系统的优化车身主动式悬架系统是一种非常复杂的系统,其优化涉及到许多因素,包括悬挂结构、控制算法、传感器的类型和数量等。
以下将从以下几个方面来讨论车身主动式悬架系统的优化问题。
1.悬挂结构的设计悬挂结构是车身主动式悬架系统中最为核心的组成部分,它需要兼顾行驶稳定性和乘坐舒适性。
这就要求悬挂结构同时具备刚度和柔度两种特点。
如果悬挂结构过于刚硬,那么就会导致车辆行驶时的震动和颠簸过度,给驾驶员和乘客带来不适;而如果悬挂结构过于柔软,那么就会影响到车辆的行驶稳定性。
因此,悬挂结构的设计需要考虑许多因素,包括车辆的质量、车轮距、悬挂削弱度和空气动力学特性等。
汽车悬架毕业论文

汽车悬架毕业论文汽车悬架毕业论文随着科技的不断进步,汽车行业也在不断发展和创新。
汽车悬架作为汽车的重要组成部分,对于汽车的操控性、舒适性和安全性起着至关重要的作用。
本篇论文将探讨汽车悬架的发展历程、原理和未来趋势,以及对汽车悬架进行改进的一些方法。
第一部分:汽车悬架的发展历程汽车悬架的发展可以追溯到汽车的诞生。
最初的汽车悬架是由弹簧和减震器组成的简单结构,主要用于减缓车辆行驶中产生的震动和冲击力。
随着时间的推移,汽车悬架经历了许多改进和创新。
从传统的独立悬挂到现代的气动悬挂和电子悬挂,汽车悬架的技术不断提升,为驾驶者带来更好的驾乘体验。
第二部分:汽车悬架的原理汽车悬架的主要功能是保持车身稳定,并提供舒适的乘坐体验。
它通过减震器和弹簧来吸收和分散道路上的震动和冲击力。
减震器通过阻尼器的工作原理来减少车身的颠簸和晃动,使驾驶者感到更加平稳和舒适。
而弹簧则起到支撑车身和分散车轮受力的作用,使车辆在行驶中保持平衡和稳定。
第三部分:汽车悬架的改进方法为了提高汽车悬架的性能,许多改进方法被提出和应用。
其中之一是采用更先进的材料,如碳纤维和铝合金,来替代传统的钢材。
这些新材料具有更高的强度和更轻的重量,可以减少车辆的整体重量,提高悬架的刚度和响应速度。
另一个改进方法是引入电子控制技术。
通过使用传感器和控制单元,悬架系统可以根据道路状况和驾驶者的需求进行实时调节。
这种电子悬架可以根据车速和转向角度来调整减震器的阻尼力,以提供更好的操控性和舒适性。
此外,气动悬挂也是一种改进方法。
通过调节气囊的气压,气动悬挂可以根据不同的道路条件和驾驶模式来调整车身高度。
这种悬挂系统可以提供更好的通过性和减少风阻,从而提高燃油经济性和行驶稳定性。
第四部分:汽车悬架的未来趋势未来,汽车悬架将继续朝着更加智能化和自动化的方向发展。
随着自动驾驶技术的不断成熟,悬架系统将与其他车辆控制系统进行整合,以实现更高级别的自动驾驶功能。
例如,悬架系统可以通过感知和判断道路状况,自动调整悬架的刚度和高度,以提供更安全和舒适的驾驶体验。
汽车悬架优化设计_毕业设计论文

4.4.4主销内倾角的优化 (23)4.4.5轮距优化 (23)4.4.6各定位参数同时优化 (24)4.4.6.1前束优化后的图形 (25)4.4.6.2车轮外倾角优化后的图形 (25)4.4.6.3主销后倾角优化后的图形 (25)4.4.6.4主销内倾角优化后的图形 (25)4.4.6.5轮距变化优化后的图形 (26)4.4.6.6各参数优化前后的数值表 (26)4.4.6.7小结 (27)结论 (27)致谢 (27)参考文献 (27)引言汽车悬架是汽车一个非常重要的部件。
汽车悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
另外,悬架系统能配合汽车的运动产生适当的反应,当汽车在不同路况作加速、制动、转向等运动时,能提供足够的安全性,保证操纵不失控。
所以,悬架是汽车底盘中最重要、也是汽车改型设计中经常需要进行重新设计的部件。
汽车行驶中路面的不平坦、凸起和凹坑使车身在车轮的垂直作用力下起伏波动,产生振动与冲击;加减速及制动和转弯使车身产生俯仰和侧倾振动。
这些振动与冲击会严重影响车辆的平顺性和操纵稳定性等重要性能。
悬架作为上述各种力和力矩的传动装置,其传递特性能的好坏是影响汽车行驶平顺性和操纵稳定性最重要、最直接的因素。
只有当汽车底盘配备了性能优良的悬架,才会得到整车性能优良的汽车。
悬架按照结构分大体可以分为独立式悬架和非独立式悬架。
非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点,但由于其舒适性及操纵稳定性都较差,在现代轿车中基本上已不再使用,多用在货车和大客车上。
独立悬架是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车身下面的。
其优点是:质量轻,减少了车身受到的冲击,并提高了车轮的地面附着力;可用刚度小的较软弹簧,改善汽车的舒适性;可以使发动机位置降低,汽车重心也得到降低,从而提高汽车的行驶稳定性;左右车轮单独跳动,互不相干,能减小车身的倾斜和震动。
(完整版)汽车悬架毕业设计论文

摘要悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或承载式车身)与车轴(或与车轮)弹性的连接起来.其主要任务是传递作用在车轮与车架(或承载式车身)之间的一切力和力矩,并且缓和不平路面传给车架(或承载式车身)的冲击载荷,衰减由冲击载荷引起的承载系统的震动,以保证汽车的正常行驶。
本次文就是对载货汽车后悬架主副簧进行设计并对设计结果进行校核,保证设计满足汽车对安全方面的要求。
本次设计首先根据汽车后轴载荷和非簧载质量确定每副钢板弹簧的载荷,通过钢板弹簧满载和空载载荷的不同来确定主副簧的刚度分配,同时根据汽车轴距来确定钢板弹簧的长度。
根据公式算出钢板弹簧所需总惯性矩,这样就能算出钢板弹簧的大致厚度和宽度。
用画图法可以确定每个钢板弹簧的长度。
最后对钢板弹簧进行校核,保证钢板弹簧满足要求。
关键词:钢板弹簧;复合簧;后悬架。
Abstractsuspension assembly is one of the most important part of modern automotive, it links the frame (or Unibody) and axle (or wheel) . Its main task is to pass the effect of all force and torque between the wheel and the frame, and relax the impact load of the frame passed from rough road to ensure the normal running of the car. The article is to design the primary and secondary spring of rear suspension, and check the design to ensure the design meets automotive safety requirements. The design is first based on the vehicle rear axle load and non-sprung mass to determine the load of each leaf spring, according the different loads of full and no load to distribution the stiffness, while use the vehicle wheelbase to determine calculate the approximate thickness and width. Drawing method can be used to determine the length of each leaf spring. Finally, check the leaf springs to ensure it meet the requirements.Keywords: leaf spring; composite spring; rear suspension目录引言 ...................................................................................................................................1.1 汽车的发展历史......................................................................................................1.2 汽车的构造 .......................................................................................................................1.3 汽车悬架系统的作用、组成与分类................................................................................1.3.1 汽车悬架系统的作用............................................................................................1.3.2 汽车悬架系统的组成............................................................................................1.3.3 汽车悬架系统的分类............................................................................................1.4 该项研究的目的与意义 ...................................................................................................1.5 国内外研究现状、发展动态 ...........................................................................................1.6 钢板弹簧 ...........................................................................................................................1.6.1 钢板弹簧的基本结构和作用原理........................................................................2 钢板弹簧的布置方案及材料选择.............................................................................3 汽车后悬架系统钢板弹簧的设计计算.....................................................................3.1 设计给定参数 ...................................................................................................................3.2 钢板弹簧主要参数的确定 ...............................................................................................3.2.1 前后悬架静挠度和动挠度的选择........................................................................3.2.2 钢板弹簧满载弧高的选择....................................................................................3.2.3 钢板弹簧长度的确定............................................................................................3.2.4 悬架主、副钢板弹簧的刚度分配........................................................................3.2.5 钢板弹簧所需的总惯性矩的计算........................................................................3.2.6 根据强度要求计算钢板弹簧总截面系数............................................................3.2.7 钢板弹簧平均厚度的计算....................................................................................3.2.8 验算在最大动行程时的最大应力........................................................................3.2.9 钢板弹簧叶片断面形状及尺寸的选择................................................................3.3 钢板弹簧的设计及校核 ...................................................................................................3.3.1 钢板弹簧各片长度的确定....................................................................................3.3.2 钢板弹簧刚度的验算............................................................................................3.4 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高和曲率半径计算....................................................3.4.1 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高....................................................................3.4.2 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径............................................................3.4.3 钢板弹簧叶片在自由状态下曲率半径的计算....................................................3.4.4 钢板弹簧各叶片在自由状态下的曲率半径和弧高的计算................................3.4.5 钢板弹簧总成弧高的核算....................................................................................3.5 叶片端部形状的选择 .......................................................................................................3.6 钢板弹簧两端与车架的连接 ...........................................................................................3.7 钢板弹簧弹簧销和卷耳的设计........................................................................................3.7.1 弹簧销的设计........................................................................................................3.7.2 卷耳尺寸的确定.................................................................................................... 4结论 ............................................................................................................................参考文献 ...........................................................................................................................5 致谢 .............................................................................................................................引言1.1 汽车的发展历史自1886年世界上第一辆汽车诞生以来,汽车已经历了120多年的发展来历程。
《2024年基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究》范文

《基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究》篇一一、引言随着科技的发展和社会的进步,汽车已经从简单的交通工具转变为集多种功能于一体的智能系统。
在汽车设计及控制系统中,主动悬架控制技术尤为关键。
这一技术可以极大地提升车辆的乘坐舒适度,降低驾驶疲劳度,提高驾驶的安全性,是当前研究的热点之一。
本篇论文将对基于智能控制的汽车主动悬架控制策略进行深入的研究和探讨。
二、主动悬架系统的概述主动悬架系统是现代汽车的重要部分,它能够实时调整车辆的悬挂状态,以适应不同的驾驶环境和路况。
通过实时调整悬挂的阻尼、刚度和高度等参数,主动悬架系统可以有效地减少车身的振动和摇晃,提高驾驶的稳定性和舒适性。
三、传统控制策略及其局限传统的主动悬架控制系统多采用被动或半主动控制策略,例如阻尼调节法、主动制动法和滑膜控制法等。
然而,这些传统的控制策略大多不能及时响应非线性且快速变化的路面信息,使得悬挂系统在面对复杂路况时无法达到理想的控制效果。
因此,需要一种更为智能的控制策略来提升主动悬架系统的性能。
四、基于智能控制的主动悬架控制策略随着人工智能技术的发展,基于智能控制的主动悬架控制策略逐渐成为研究的主流方向。
其中,神经网络控制、模糊控制和预测控制等是主要的方法。
这些智能控制策略可以根据车辆的行驶环境、行驶速度和道路条件等因素实时调整悬挂参数,从而更有效地控制车辆的振动和摇晃。
五、智能控制策略的实现1. 神经网络控制:利用神经网络模拟人的神经系统,对复杂的非线性系统进行学习和决策。
在主动悬架系统中,可以通过训练神经网络模型来预测和调整悬挂参数,以达到更好的控制效果。
2. 模糊控制:模糊控制利用模糊逻辑来处理不确定性和不精确性信息。
在主动悬架系统中,模糊控制器可以根据驾驶员的驾驶习惯和道路条件等因素进行实时决策,调整悬挂参数以实现最佳的驾驶性能。
3. 预测控制:预测控制是一种基于模型的控制策略,它通过预测未来状态来优化当前的控制决策。
在主动悬架系统中,预测控制器可以根据车辆的运动状态和道路信息预测未来的振动情况,并提前调整悬挂参数以减小振动。
悬架 毕业设计

悬架毕业设计悬挂毕业设计:提升驾驶体验的关键技术引言:在现代汽车工业中,悬挂系统是车辆性能和乘坐舒适性的重要组成部分。
它不仅能够提供稳定的操控性能,还可以减少车辆在行驶过程中的震动和颠簸感。
因此,悬挂系统的设计和优化对于提升驾驶体验至关重要。
本文将探讨悬挂系统的设计原理、优化方法以及未来发展方向。
一、悬挂系统的设计原理悬挂系统的设计原理基于减震和支撑两个主要目标。
减震是指通过悬挂系统来吸收道路不平面带来的冲击和震动,以保持车辆的稳定性。
支撑则是指悬挂系统提供的支撑力,使车辆保持合适的接地面积,提供足够的附着力。
常见的悬挂系统包括独立悬挂、扭力梁悬挂和多连杆悬挂等。
二、悬挂系统的优化方法为了提升驾驶体验,悬挂系统的优化是必不可少的。
一种常见的优化方法是通过调整悬挂系统的刚度来改变车辆的操控性能。
较高的刚度可以提供更好的操控性,但会降低乘坐舒适性。
相反,较低的刚度可以提供更好的乘坐舒适性,但会牺牲操控性能。
因此,设计师需要根据用户需求和车辆用途来平衡刚度。
另一种优化方法是采用主动悬挂系统。
主动悬挂系统通过传感器和控制器来感知车辆的运动状态,并根据需要调整悬挂系统的刚度和行程。
这种系统可以根据不同的驾驶条件和路况来实时调整悬挂系统,提供更好的操控性能和乘坐舒适性。
三、悬挂系统的未来发展方向随着科技的不断进步,悬挂系统也在不断演进。
未来的悬挂系统可能会采用更先进的材料和技术来提升性能。
例如,碳纤维材料可以提供更高的刚度和更轻的重量,从而提高车辆的操控性能和燃油经济性。
此外,电动悬挂系统也是未来的发展趋势之一。
电动悬挂系统可以实现更精确的调节和更灵活的悬挂调整,进一步提升驾驶体验。
结论:悬挂系统作为汽车工业中的关键技术之一,对于提升驾驶体验起着重要的作用。
通过优化悬挂系统的设计和采用先进的技术,可以实现更好的操控性能和乘坐舒适性。
未来,随着科技的不断发展,悬挂系统将会继续进化,为驾驶者带来更加优越的驾驶体验。
《2024年基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究》范文

《基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,汽车主动悬架系统已经成为现代汽车安全与舒适性的重要组成部分。
通过采用先进的控制策略,主动悬架系统可以有效地提高车辆的行驶稳定性、乘坐舒适性以及操控性能。
本文将重点研究基于智能控制的汽车主动悬架控制策略,旨在为汽车悬架系统的优化设计提供理论依据和技术支持。
二、汽车主动悬架系统概述汽车主动悬架系统是一种具有自适应能力的悬架系统,通过传感器实时监测路面状况和车辆运动状态,采用先进的控制算法对悬架进行实时调整,以实现最佳的行驶性能。
与传统的被动悬架系统相比,主动悬架系统具有更高的灵活性和适应性。
三、智能控制在汽车主动悬架系统中的应用智能控制技术在汽车主动悬架系统中发挥着重要作用。
通过采用先进的控制算法和传感器技术,实现对车辆运动状态的实时监测和调整。
常见的智能控制策略包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法等。
这些控制策略可以根据不同的道路条件和驾驶需求,对悬架系统进行实时调整,以实现最佳的行驶性能。
四、基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究(一)控制策略设计本文提出一种基于模糊控制的汽车主动悬架控制策略。
该策略通过建立模糊控制器,实现对车辆运动状态的实时监测和调整。
模糊控制器采用输入输出映射的方法,将传感器采集的信号进行模糊化处理,然后根据预设的规则进行决策,最后输出控制信号对悬架系统进行调整。
(二)仿真分析为了验证所提出的控制策略的有效性,本文采用仿真分析的方法。
通过建立车辆动力学模型和主动悬架系统模型,对所提出的控制策略进行仿真测试。
仿真结果表明,该控制策略可以有效地提高车辆的行驶稳定性、乘坐舒适性以及操控性能。
五、实验验证与结果分析为了进一步验证所提出的控制策略的实用性,本文进行了实验验证。
通过在实车上进行实验测试,对比传统被动悬架系统和所提出的主动悬架控制策略在不同道路条件下的性能表现。
实验结果表明,所提出的基于智能控制的汽车主动悬架控制策略在提高车辆行驶稳定性、乘坐舒适性以及操控性能方面具有显著优势。
悬架毕业设计

悬架毕业设计
悬架系统是汽车中非常重要的部分,它直接影响到汽车的行驶稳定性、操控性和驾驶舒适性。
因此,在汽车工程专业的毕业设计中,悬架系统的设计是一个非常重要的课题。
本文将介绍一个基于模糊控制的汽车悬架系统的毕业设计。
该设计的目标是提高汽车的行驶稳定性和乘坐舒适度,通过模糊控制来实现悬架系统的智能调节。
首先,需要对汽车悬架系统的工作原理和主要组成部分进行了解和分析。
悬架系统主要由弹簧、减震器和悬架杆等部件组成,通过对这些部件的调节来实现悬架系统的控制。
其次,需要采集相关的实验数据,包括汽车的加速度、车速和悬架系统的位移等参数。
通过这些数据的分析,可以得到汽车在不同路况下的悬架系统参数的变化规律,为模糊控制算法的设计提供依据。
然后,需要设计悬架系统的模糊控制算法。
模糊控制是指通过建立模糊逻辑规则,将输入变量映射到输出变量,从而实现对系统的控制。
在悬架系统的设计中,可以将汽车的加速度和车速作为输入变量,将悬架系统的位移作为输出变量,通过模糊控制算法来调节悬架系统的参数,以提高汽车的行驶稳定性和乘坐舒适度。
最后,需要进行实验验证。
通过悬架系统的调节,对悬架系统的性能进行评估,比较模糊控制算法和传统控制算法的效果差
异,验证模糊控制算法的有效性和优越性。
通过以上步骤,可以完成汽车悬架系统的毕业设计,并取得令人满意的结果。
本设计实现了汽车悬架系统的智能调节,提高了汽车的行驶稳定性和乘坐舒适度,具有一定的应用价值和意义。
同时,本设计也为进一步研究和优化汽车悬架系统提供了参考和基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
摘要为了满足现代汽车悬架提出的各种性能要求,悬架的结构形式一直在不断地更新和完善,尽管这样,传统的被动悬架仍然受到很多限制,主要是难于同时改善在不平路面上高速行驶车辆的稳定性和行驶平顺性,即使采用优化设计也只能保证悬架在特定的激励发生变化后,悬架的性能亦随之发生变化,为了克服传统的被动悬架对汽车性能改善的限制,近年来,汽车工业中相继出现了性能更加优越的主动悬架和半主动悬架。
关键词:汽车主动悬架半主动悬架生产发展方向In order to satisfy the modern automobile suspended frame of the proposed all sorts of performance requirements, suspension structure form has been in constant updates and perfect, despite this, traditional passive suspension still subject to many restri ctions, mainly is difficult to improving the uneven pavement on the stability of the vehicle and the art of, even if adopting the optimization design also only guarantee the suspension in particular incentive change, suspension performance also change, in order to overcome the traditional passive suspension for car performance improvement the limit, in recent years, the auto industry in succession in appeared more superior performance active suspension and semi-active suspensionKeywords:car active suspension semi-active suspension production and development direction摘要 (1)Abstract (2)前言 (4)1汽车悬架概述 (5)1.1汽车悬架功用 (5)1.2 悬架系统的性能要求 (6)2汽车电子控制悬架系统 (7)2.1汽车电子控制系统的基本内容 (7)2.2汽车电子控制悬架概述 (8)3主动悬架系统概论 (9)3.1 主动悬架系统组成 (9)3.2主动悬架系统的类型及原理 (10)3.3 主动悬架的优缺点 (12)3.4主动悬挂技术应用发展状况及趋势 (13)3.5主动悬架的电控系统及控制策略 (15)3.5.1预见控制方法 (16)3.5.2自适应控制 (16)3.5.3鲁棒控制 (17)3.5.4变结构控制 (17)3.5.5模糊控制 (17)4主动悬架系统对汽车制动性能改善分析 (18)4.1问题的提出 (18)4.2模型的建立 (19)4.3控制器的建立 (19)4.4模拟分析 (19)结语 (22)致谢 (23)参考文献 (24)前言振动是影响汽车行驶平顺性和操纵稳定性以及汽车零部件疲劳寿命的重要因素。
剧烈的振动会影响汽车的行驶速度,并随之产生环境噪音污染。
随着现代汽车队乘坐舒适性和安全性的要求越来越高,设计一个具有良好综合性能的悬架成为现代汽车研究的一个重要课题。
随着车辆参数及行驶工况的变化,对悬架系统性能的要求是不同的:一方面,为提高悬架系统的行驶平顺性,希望悬架系统的刚度较小,而采用较软的悬架;另一方面,为了提高车辆的行驶安全性和方向的控制,则要求悬架系统的阻尼和刚度都比较大,需要采用较硬的悬架以减少车轮与车身件的相对行程,获得良好的路面附着于支撑。
传统的被动式悬架系统的弹性元件的阻尼元件的刚度值和阻尼值是固定的,在汽车行驶过程中无法随着路面状况、载荷和车速等因素的变化而变化。
目前,被动悬架系统的潜力已经接近极限,所以有必要设计一种不同于被动悬架系统的新型悬架系统,它可以随汽车行驶状况而自适应的改变其阻尼和刚度参数,具有优良的减震性和操纵稳定性。
近年来,由于计算机技术和各种新型控制方法的迅速发展,使人们对各种振动和噪音的控制水平不断提高,为从本质上改善汽车悬架系统性能提供了一条新途径。
随着控制理论、电子技术、计算机技术、测控技术、机械动力学等学科的快速发展,智能悬架系统应运而生,即基于电子控制的智能悬架系统——主动悬架系统得到了迅速发展并逐渐在轿车上应用。
特别是信息科学中对最优控制、自适应控制、模糊控制、人工神经网络等智能控制的研究,不仅在理论上取得了令人瞩目的成绩,同时已开始应用于汽车悬架系统的振动控制,使悬架系统振动控制技术得以快速发展。
随着汽车结构和功能的不断改进和完善,研究汽车振动,设计新型悬架系统,将振动控制到最低水平是提高现代汽车质量的重要措施。
因此汽车悬架振动主动控制技术将成为未来汽车研究的一个主要方向。
1汽车悬架概述1.1汽车悬架功用悬架是车架(或承载式车身)与车轮之间所有传力连接零件的总称。
传统的被动悬架包括弹性元件、减振装置、导向机构和横向稳定器。
现代的半主动悬架及主动悬架在被动悬架的基础上增加了传感器控制计算机和执行元件。
但无论哪种悬架其基本功能均为:(1)支撑车身或车体;(2)将路面作用于车轮上的各种力以及力矩传递给车架,从而保证车辆的正常行驶;(3)通过弹性元件的缓和冲击作用、减振装置的衰减振动作用以及导向机构对车身和车轮运动轨迹的限制作用,使汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。
实际车辆行驶在多变的环境里,即路况(路面不平度等级)、车速以及工况(加速、制动、转向、直线行驶)经常要发生变化,例如:汽车在急速起步或急速加速时会产生所谓的“加速后仰”现象;汽车高速行驶紧急制动时,会产生所谓的“制动点头”现象;汽车在急转弯行驶时会产生所谓的“转向侧倾”现象。
上述情况会对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性产生不利的影响。
被动悬架由于其结构特点很难保证汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性同时达到最佳。
因此,为解决这一问题,产生了根据工况要求保证汽车的性能达到最佳的电控悬架。
电控悬架采用传感器技术、控制技术和机电液一体化技术,对汽车的行使工况进行监测,由控制计算机根据一定的控制逻辑产生控制指令,控制执行元件产生动作,保证汽车具有良好的行驶性能。
1.2 悬架系统的性能要求车辆动力学模型是进行性能分析和系统设计的基础,下图说明了与车辆行驶动力学有关的重要性能特性。
在有限的悬架工作空间内,设计师必须为驾驶员和乘客提供良好的乘坐舒适性、可接受的车身姿态、以及对车轮动载荷的合理控制。
综合悬架的基本功能和行使动力学的主要性能指标我们大体可以得出对理想悬架的设计期望是:(1) 车辆在不同路面(包括不同的车速、路面不平度情况)上直线行驶时能够使车身及车轮的振动减少至最低水平,为乘员提供最好的乘坐舒适性(即所指的平顺性);(2) 从行驶安全性和操纵稳定性方面考虑,应该能够最大限度的减小轮胎的动载荷以保证良好的轮胎接地性;(3) 悬架的动行程要控制在允许的范围内,以尽量保证不发生限位块撞击所引起的对人和货物的冲击;(4) 从舒适性和稳定性考虑保证良好的车身姿态;(5) 此外,还需考虑再结合其它控制系统的情况下的车辆总体性能的要求,如结合自动防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)和四轮转向系统(4WS)等在不同车辆工况下(如启动、制动、转弯时),仍需保证对车身的方向控制和姿态控制,或根据需要提供各轮胎的载荷分布,同时提供良好的乘坐舒适性。
以上要求在车辆参数变化时也同样需要保证(如车身载荷或轮胎垂直刚度在一定范围内变化)。
但是对这样的理想悬架设计期望似乎过于苛求。
而实际上在通常的悬架设计中,上述各项要求及性能之间存在着冲突与矛盾。
比如在一个低刚度的软悬架能获得较好的乘坐舒适性,但同时需要较大的悬架空间又带来较差的车身姿态控制;而为了保证较好的操纵稳定性,使车辆在转弯、起动和刹车时车体的点头、后坐较小,又要求车辆具有较“硬”的特点。
在实际中,车辆行驶在一个多变的环境中,可能包括不同的路面输入(如不同的车速和路面不平度),不同的车辆工况(如车辆在加速、制动、转弯时等工作情况),而且车辆参数本身也可能发生变化(如随乘员和货物的多少而改变的车身质量,以及随车速和温度、胎质而改变的轮胎刚度等)。
因此,悬架设计师要对以上变化因素给予充分考虑。
多年来,车辆工程师们正是通过反复不断的探索,使其设计性能尽量体现对以上各因素合理的折中,以及对不同性能的要求及侧重,以实现尽可能的综合。
2汽车电子控制悬架系统2.1汽车电子控制系统的基本内容汽车电子控制系统的研究目的应该从系统工程的观点出发,以数学和工程方法为工具,综合应用汽车和微电子技术以及自动化控制理论,使三者有机结合,实现汽车电子控制的最优化。
汽车电子控制系统的基本研究内容有:(1)对汽车的各分系统建立模型,然后利用模型分析系统,最后确定各分系统的控制目标。
(2)根据分系统的控制目标,应用自动控制理论,选择最佳控制方式。
(3)协调各分系统的关系,实现综合控制,从而保证汽车总体性能水平。
(4)研究汽车与驾驶员和环境的关系,探讨人—车—环境系统控制规律。
(5)围绕分系统的控制目标,实现各组成部分的有机结合。
(6)对汽车计算机控制系统结构和要素进行分析,论述系统的最优化途径。
(7)讨论汽车电子控制系统的可靠性问题。
(8)研究汽车计算机控制系统的设计,包括硬件和软件两部分。
2.2汽车电子控制悬架概述悬架是车身与车轮之间一切传力连接装置的总称。
汽车悬架的作用除了缓冲和吸收车轮的振动之外,还要在汽车行驶过程中传递车轮与路面之间的驱动力和制动力,当汽车转向时,悬架还要承受来自车身的侧向力,并在汽车起步和制动时能够抑制车身的俯仰振动,提高汽车的行驶稳定性和安全性。
根据现代汽车对悬架系统的各种性能要求,悬架的结构形式和振动控制方法随时在更新和完善。
悬架的结构形式很多,可分为独立悬架和非独立悬架两大类。
如果按照控制力进行分类,则可分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三种基本类型,三种悬架的简化模型如图1-1所示。
其中:1—传感器、2—可调减振器、3—执行器。
(a)被动悬架(b)主动悬架(c)半主动悬架图1-1 三种悬架系统简化模型①被动悬架:被动悬架系统的概念是在1934年由OLLEY提出的。