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基于双向比的高速工程车辆互连式半主动油气悬架系统研究

基于双向比的高速工程车辆互连式半主动油气悬架系统研究

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作者：肖增亮太原科技大学

学位级别：硕士

高速工程车辆作业环境恶劣,且在“非公路”路面行驶振动剧烈,而参数设计合理的半主动油气悬架系统,可满足高速工程车辆各种工况下的减振需求,提高驾驶员的舒适性,未来高速工程车辆追求高性能和高质量发展也以此为主要方向之一。车辆悬... 详细信息

高速工程车辆作业环境恶劣,且在“非公路”路面行驶振动剧烈,而参数设计合理的半主动油气悬架系统,可满足高速工程车辆各种工况下的减振需求,提高驾驶员的舒适性,未来高速工程车辆追求高性能和高质量发展也以此为主要方向之一。车辆悬架系统中,伸张行程和压缩行程阻尼力之比,即双向比,对悬架减振性能具有直接影响关系,在被动式悬架液压减振器中常取经验值2～4,但在公开文献中对半主动控制悬架双向比的研究甚为少见。本文以某型高速工程车辆互连式半主动油气悬架系统为研究对象,在不同工况下,分析多级阻尼阀系参数、不同双向比对某型高速工程车辆的影响,并在所设计的多级阻尼切换策略互连式半主动油气悬架系统中应用以上分析结论,实现对车辆减振性能的提升。具体研究内容如下:运用流体力学、液压传动等理论,搭建用于某型高速工程车辆的互连式油气悬架系统理论模型。再由车辆参数建立AMESim互连式油气悬架模型,并将理论模型、互连式油气悬架台架试验分别与仿真模型结果进行对比,验证模型准确性后,用于ADAMS、AMESim联合仿真模型的建立。以联合仿真模型为基础,分析在四种不同工况下的系统振动响应,以及产生空程畸变现象的条件。采用SIMULIA ISight集成AMESim联合仿真优化,建立多岛遗传和梯度下降组合优化方法,为对每种工况所对应阻尼模式下的阻尼系数和双向比进行最优匹配,以高速工程车辆车身加速度值为目标函数,以车轮动载荷、悬架动挠度、阻尼阀孔径以及所选取最佳双向比作为约束条件,对互连式油气悬架的多级阻尼阀系参数进行优化。采用多级阻尼切换策略,根据四种工况优化后所对应的多级阻尼切换阻尼阀系参数,利用Matlab/Simulink/Statflow搭建基于双向比的多级阻尼切换策略半主动控制系统,并将该控制方法与天棚半主动方法对比。分析结果表明,本文所建立多级阻尼策略互连式半主动油气悬架系统具有更优的减振性能。本课题对高速工程车辆互连式半主动油气悬架的有关研究,能有效解决某型高速工程车辆空程畸变现象,且基于双向比的半主动控制策略能有效改善车辆减振性能,为半主动悬架系统的设计和应用提供指导意义。

关键词：高速工程车辆互连式半主动油气悬架多级阻尼切换双向比

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