【摘要】：仿生懸架研究是車輛工程領(lǐng)域的一個前沿性課題。由于懸架不僅需要適應(yīng)更多路面道路狀況,對大振動、大沖擊進行緩沖減振,也需要對小振動進行過濾,以提高車輛的通過極限及越野性能,同時還需要保持車輛乘坐舒適性與行駛安全性。因此為了滿足人們對高性能車輛懸架系統(tǒng)的追求,懸架結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新發(fā)展有著重要的理論研究價值及工程應(yīng)用價值。自然進化而來的袋鼠腿部結(jié)構(gòu)使其跳躍行走于復(fù)雜地形時,具有奔跑速度快、越障能力強、運動穩(wěn)健等特點,擁有這種特性的減振懸架將能輕松應(yīng)對各種路面激勵,并且保持車身穩(wěn)定滿足人們的駕乘需求。因此本文選擇以袋鼠腿部結(jié)構(gòu)為研究對象,進行PAM仿袋鼠腿車用懸架的研究。具體工作包括以下幾個方面:在回顧和總結(jié)了國內(nèi)外懸架結(jié)構(gòu)和仿生結(jié)構(gòu)發(fā)展概況的基礎(chǔ)上,通過對袋鼠腿部機體結(jié)構(gòu)及運動特征的研究,發(fā)現(xiàn)袋鼠腿所表現(xiàn)出優(yōu)異的緩沖減振效果可借鑒移植到懸架設(shè)計當(dāng)中。由此思路,通過對袋鼠腿部肢體及其功能的剖析與提煉,將生物結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為工程結(jié)構(gòu),構(gòu)建出基于PAM的等骨骼比例仿袋鼠腿懸架結(jié)構(gòu);然后通過研究多剛體動力學(xué)的建模方法,建立其三連桿被-主動控制動力學(xué)模型與數(shù)學(xué)模型,從理論模型上研究該懸架的參數(shù)特性;針對動力學(xué)方程所表現(xiàn)出的強耦合、非線性、變系數(shù)且不利于求解的問題,基于袋鼠腿部機體結(jié)構(gòu)又建立出基于PAM仿袋鼠腿車用懸架的仿真模型;并模仿袋鼠腿自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能,以懸架垂向性能參數(shù)為評價指標(biāo),制定出仿袋鼠腿懸架的模糊控制策略;以路面不平度激勵為輸入量,通過控制PAM輸出力適時調(diào)節(jié)懸架姿態(tài),以車身動位移、車身垂向加速度、各仿生關(guān)節(jié)角度等參數(shù)為輸出量,在瞬時沖擊、階躍沖擊、C級、D級隨機路面激勵下,對該懸架的垂向性能進行被動、被—主動模式下的時域分析。結(jié)果表明,PAM仿袋鼠腿懸架可有效降低路面激勵對車身的振動與沖擊;相對于被動模式,該懸架在模糊控制下的被—主動模式具有較好的緩沖減振性能。該研究結(jié)果可為高性能仿生車輛懸架的研發(fā)提供參考。
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.33
【圖文】：

動人工肌肉等效為變剛度的作動器，其軸向輸出23 2 2 1 0( , )e s ss sF k p l lk c p c pl c l c== + + +肌肉的剛度；p 為充氣壓力；ls為伸長量；c1、橡膠套筒的彈性力 Fs為：2s 0 0 00 01 1(1 ) ( ) cossin sinF ED l t = 2 20sin = 1 (1 ) cos 的收縮率為：0=1ll 關(guān)系示意圖如圖 3.4 所示：

通過對激振平臺施加不同程度的位移激勵，模擬地面的凹凸起伏路況來表示懸架通過不同路面激勵時候所受到的位移沖擊，實現(xiàn)多種工況的仿真模擬。這樣就將原本的路面信息轉(zhuǎn)化為位移信息通過懸架的減振傳遞到車身，進而對懸架的垂向參數(shù)特性進行研究。4.2 沖擊載荷下垂向參數(shù)特性研究4.2.1 脈沖激勵響應(yīng)設(shè)計瞬時沖擊路面激勵，從靜平衡位置開始，在 1.5s 時輸入瞬時沖擊位移-0.1m，通過 0.045s 時間將路面位移輸入量增大至-0.1m，緊接著又通過 0.045s 時間段，路面位移輸入量降低為 0m，此過程模擬瞬時路面凸起；之后路面位移輸入量保持 0m，持續(xù)2.9s；最后將路面位移輸入量增大至 0.1m，緊接著又通過 0.045s 時間段，路面位移輸入量回歸到 0m，此過程模擬瞬時路面凸起，之后保持路面輸入位移 0m，直至仿真結(jié)束。此過程模擬 1/4 仿生車輛懸架處于被動模式是，以 10m/s 的速度應(yīng)對瞬時大沖擊下的車身動位移的變化情況。如圖 4.1 所示為車輛動位移在瞬時沖擊路面激勵下的變化情況。路面激勵

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本文編號：2727459