本文關(guān)鍵詞：汽車半主動懸架控制策略及聯(lián)合仿真研究

  更多相關(guān)文章： 半主動懸架 懸架控制 遺傳算法 模糊GA-PID ADAMS/Simulink聯(lián)合仿真

【摘要】：懸架是汽車的核心部件之一,是改善整車彎道操控性能和乘坐舒適性能的關(guān)鍵。相比于傳統(tǒng)懸架,半主動懸架能夠通過傳感器感知路面輸入和車身姿態(tài),實時地通過阻尼器連續(xù)或間斷的輸出阻尼力來控制汽車的振動,能夠有效改善車輛的駕駛和乘坐舒適性能,具有和主動懸架相近的減振性能,且結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、能耗低。本論文以半主動懸架的1/4車模型為研究對象,深入研究了汽車半主動懸架多種控制策略,并利用ADAMS和MATLAB軟件對多種控制策略下半主動懸架的性能進(jìn)行聯(lián)合仿真,對比分析了不同控制策略的控制效果。本論文主要研究內(nèi)容包括:(1)建立了汽車動力學(xué)模型,介紹了懸架性能評價指標(biāo)及虛擬樣機仿真分析軟件ADAMS的特點;利用ADAMS創(chuàng)建了汽車半主動懸架機械系統(tǒng)模型,并通過定義測試函數(shù)對創(chuàng)建的懸架模型進(jìn)行了分析驗證。(2)分析了汽車振動激勵來源,建立了正弦輸入和隨機輸入兩種路面模型,研究了路面不平度概念及其功率譜密度;在ADAMS中構(gòu)建了半主動懸架的彈簧-阻尼器模型,通過定義模型的輸入、輸出狀態(tài)變量,創(chuàng)建了基于ADAMS和MATLAB的聯(lián)合仿真平臺。(3)介紹了PID控制基本理論,研究了利用遺傳算法(GA)對半主動懸架PID控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的GA-PID控制策略,對GA-PID控制器的動態(tài)性能進(jìn)行了分析;對被動懸架和分別采用PID控制、GA-PID控制的半主動懸架進(jìn)行聯(lián)合仿真,對比分析了不同控制策略下半主動懸架的性能,結(jié)果表明相對于被動懸架和基于PID控制的半主動懸架,基于GA-PID控制的半主動懸架性能得到了比較明顯的提升。(4)介紹了模糊控制基本理論,研究了用模糊控制對GA-PID控制器參數(shù)進(jìn)行修正的模糊GA-PID控制策略,對模糊GA-PID控制器的動態(tài)性能進(jìn)行了分析;對被動懸架和分別采用PID控制、GA-PID控制、模糊GA-PID控制的半主動懸架進(jìn)行聯(lián)合仿真,對比分析了不同控制策略下半主動懸架的性能,結(jié)果表明相對于GA-PID控制,模糊GA-PID控制策略能夠比較明顯地改善半主動懸架的性能。
【關(guān)鍵詞】：半主動懸架 懸架控制 遺傳算法 模糊GA-PID ADAMS/Simulink聯(lián)合仿真
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及選題意義9-10
• 1.2 汽車懸架系統(tǒng)概述10-13
• 1.2.1 汽車懸架系統(tǒng)的組成及分類10-12
• 1.2.2 半主動懸架系統(tǒng)控制理論12-13
• 1.3 半主動懸架系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本論文課題來源與主要內(nèi)容15-17
• 第二章 汽車半主動懸架系統(tǒng)模型的建立17-34
• 2.1 汽車動力學(xué)模型17-20
• 2.2 汽車懸架的二自由度動力學(xué)模型及其性能評價指標(biāo)20-23
• 2.2.1 汽車懸架系統(tǒng)的二自由度動力學(xué)模型20-22
• 2.2.2 懸架系統(tǒng)的性能評價指標(biāo)22-23
• 2.3 ADAMS軟件概述23-26
• 2.3.1 虛擬樣機仿真分析軟件ADAMS的簡介及分類23-24
• 2.3.2 ADAMS軟件的坐標(biāo)系及其自由度24-25
• 2.3.3 ADAMS軟件常用的函數(shù)25-26
• 2.4 基于ADAMS的汽車半主動懸架系統(tǒng)模型的建立26-33
• 2.4.1 創(chuàng)建懸架模型27-30
• 2.4.2 懸架模型仿真測試30-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 基于ADAMS和MATLAB聯(lián)合仿真平臺的建立34-44
• 3.1 汽車振動激勵分析34-35
• 3.2 路面輸入模型35-38
• 3.2.1 正弦形式的路面輸入35
• 3.2.2 隨機路面輸入35-38
• 3.3 建立ADAMS和MATLAB的聯(lián)合仿真平臺38-43
• 3.3.1 導(dǎo)入路面輸入39
• 3.3.2 定義輸入輸出狀態(tài)變量39-41
• 3.3.3 導(dǎo)出控制參數(shù)41-42
• 3.3.4 導(dǎo)入ADAMS子系統(tǒng)42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 半主動懸架的GA-PID控制策略及其聯(lián)合仿真44-61
• 4.1 半主動懸架的PID控制44-46
• 4.1.1 PID控制基本原理44-45
• 4.1.2 PID控制器的參數(shù)整定及其MATLAB實現(xiàn)45-46
• 4.2 半主動懸架的GA-PID控制46-53
• 4.2.1 遺傳算法概述46-48
• 4.2.2 半主動懸架GA-PID控制器的設(shè)計48-50
• 4.2.3 遺傳算法優(yōu)化結(jié)果50-51
• 4.2.4 半主動懸架GA-PID控制器的動態(tài)性能分析51-53
• 4.3 基于GA-PID控制的半主動懸架聯(lián)合仿真分析53-60
• 4.3.1 基于GA-PID控制的半主動懸架聯(lián)合仿真模塊的建立53
• 4.3.2 正弦路面輸入下聯(lián)合仿真結(jié)果及分析53-55
• 4.3.3 隨機路面輸入下聯(lián)合仿真結(jié)果及分析55-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 半主動懸架的模糊GA-PID控制策略及其聯(lián)合仿真61-76
• 5.1 模糊控制理論61-64
• 5.1.1 模糊控制基本原理61-62
• 5.1.2 模糊控制器設(shè)計的基本流程62-64
• 5.2 半主動懸架的模糊GA-PID控制64-70
• 5.2.1 模糊GA-PID控制的基本原理64-65
• 5.2.2 半主動懸架模糊GA-PID控制器的設(shè)計65-68
• 5.2.3 基于模糊GA-PID控制器的動態(tài)性能分析68-70
• 5.3 基于模糊GA-PID控制的半主動懸架聯(lián)合仿真分析70-75
• 5.3.1 基于模糊GA-PID控制的半主動懸架聯(lián)合仿真模塊的建立70
• 5.3.2 正弦路面輸入下聯(lián)合仿真結(jié)果及分析70-72
• 5.3.3 隨機路面輸入下聯(lián)合仿真結(jié)果及分析72-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 全文總結(jié)76-77
• 6.2 研究展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果82-83
• 致謝83

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