汽車懸架系統(tǒng)研究現(xiàn)狀綜述[精品資料]

1、汽車懸架系統(tǒng)研究現(xiàn)狀綜述-精品資料 本文檔格式為word,感謝你的閱讀。 最新最全的 學術論文 期刊文獻 年終總結(jié) 年終報告 工作總結(jié) 個人總結(jié) 述職報告 實習報告 單位總結(jié) 【摘 要】 懸架作為汽車的重要部件，對汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性有著直接的影響。通過對被動懸架、半主動懸架和主動懸架的對比分析，可知采用半主動懸架是改善汽車懸架性能的一條新途徑。文中對汽車懸架的發(fā)展現(xiàn)狀及不同學者關于懸架系統(tǒng)運用的控制策略作了分析，為進一步研究懸架系統(tǒng)提供了一定的理論基礎和參考。 【關鍵詞】 懸架系統(tǒng) 平順性 控制策略 懸架是車架與車橋之間一切傳力連接裝置的總稱，它將路面作用于車輪上的垂直反力（支承力）

2、、縱向反力（驅(qū)動力與制動力）和側(cè)向反力以及這些反力所造成的力矩傳遞到車架（或承載式車身）上，吸收和緩和因不平路面而產(chǎn)生的對車體的沖擊載荷1，并能衰減彈性系統(tǒng)引起的振動，使汽車在行駛中保持行駛的平順性和操縱的穩(wěn)定性。 現(xiàn)代汽車的懸架系統(tǒng)盡管有各種不同的結(jié)構(gòu)形式，但一般都由彈性元件、減振器和導向機構(gòu)（縱、橫向推力桿）等三部分組成，分別起緩沖、減振和導向的作用，另外還鋪設有緩沖塊和橫向穩(wěn)定器。如圖1所示。 1 懸架類型 按控制力或者所需外部提供能量的多少，可將懸架分為被動懸架、半主動懸架和主動懸架三種類型，其簡化模型分別如圖2所示。 被動懸架簡化模型如圖2（a）所示，主要由彈性支承（彈簧裝置）和阻尼

3、器（車輛減震器）組成，無外部能量輸入，其彈簧剛度和減振器阻尼系數(shù)是不可調(diào)節(jié)的，在汽車行駛過程中無法隨外部路面狀況而改變，只能保證在一種特定路面和速度下達到性能最優(yōu)折中，該結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，經(jīng)過不斷改進和發(fā)展，現(xiàn)在技術已經(jīng)相當成熟。但由于平順性和操縱穩(wěn)定性對懸架參數(shù)的要求不一樣，這種傳統(tǒng)的被動懸架已經(jīng)不能滿足汽車工業(yè)的發(fā)展。 半主動懸架簡化模型如圖2（b）所示，由可變特性彈簧和減振器組成，目前應用較多的是基于阻尼可調(diào)減振器的半主動懸架。其工作原理是根據(jù)簧上質(zhì)量相對車輪的速度響應和加速度響應等反饋信號，按照一定的控制規(guī)律調(diào)節(jié)可調(diào)減振器的阻尼力。半主動懸架突破了被動懸架系統(tǒng)只能在某種工況下達到最優(yōu)

4、的局限，并可以根據(jù)路面的激勵和車身的響應對懸架的阻尼系數(shù)進行自適應調(diào)整，以改善懸架的振動特性，從而使車身的振動控制在一定的范圍內(nèi)。其最大優(yōu)點是工作中幾乎不消耗發(fā)動機的功率，不向機械振動系統(tǒng)中附加能源，只是應用嚴格的保守（彈簧）或耗能（減振器）元件，結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，因此受到車輛工程界的廣泛重視。 主動懸架由彈性元件和一個力發(fā)生器組成，其簡化模型如圖2（c）所示。這種力發(fā)生器一般是由外部油泵供給能量，產(chǎn)生由控制信號確定的力，即根據(jù)車身的速度等反饋信號，按照一定的控制規(guī)律產(chǎn)生力。主動懸架是一種有源控制懸架，可以根據(jù)路況及車輛行駛條件的變化，主動改變懸架的剛度和阻尼系數(shù)，達到汽車乘坐舒適性和行駛安

5、全性同時得到改善的作用。它是在被動懸架的基礎上增加一個作動器，根據(jù)工況的變化輸出相應的控制力，達到提高懸架性能的目的，不僅能控制車身運動，如啟動、加速、減速和制動時的俯仰運動，以及轉(zhuǎn)向側(cè)傾等，在高速公路、壞路面等載荷變化時，還能相應調(diào)節(jié)車身高度。當主動懸架出現(xiàn)故障時，它仍能按被動懸架的方式工作，主動懸架相對于被動懸架，其主要缺點在于消耗能量較多，結(jié)構(gòu)復雜，而且制造成本也相對比較高。 2 國內(nèi)外懸架系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 2.1 懸架系統(tǒng)發(fā)展歷程 隨著汽車工程技術和現(xiàn)代控制理論的進步，汽車懸架技術得到廣泛深入和研究?；谡駝涌刂频闹鲃?半主動懸架系統(tǒng)的研究和應用得到了迅猛發(fā)展，代表了現(xiàn)代懸架系統(tǒng)發(fā)展的方

6、向。 主動懸架的概念是由federspiel labrosse于1954年提出來的，首先使主動懸架的基本思想和控制律得到完善總結(jié)的是thompson，他證明了全主動懸架系統(tǒng)對提高車輛性能的作用。20世紀80年代初，車輛主動懸架統(tǒng)的研究和開發(fā)成果得到了實現(xiàn)，日產(chǎn)和豐田公司的液力主動控制系統(tǒng)，證明主動懸架系統(tǒng)可使車輛的整體性能得到很大提高。但因主動懸架結(jié)構(gòu)復雜、能耗高，其發(fā)展受到一定限制。 70年代初，rossby和karnop首先提出了半主動懸架的概念。半主動懸架比主動懸架出現(xiàn)的晚一些，從20世紀80年代中期以來，有關汽車半主動懸架系統(tǒng)的文獻和研究成果每年都有報道，比較有影響的學者有karnop

7、p、margolis、thompson和el.madany等，他們的研究，極大地豐富了汽車半主動懸架的控制理論，有力地推進了半主動懸架系統(tǒng)在車輛工程中的應用，其結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉，性能接近于主動懸架而受到車輛工程界的廣泛重視。日本豐田汽車公司早在1983年就將半主動懸架應用于轎車上2，并在概念車和部分豪華商用轎車上裝備了各種電控主動和半主動懸架系統(tǒng)。 20世紀90年代以后，研究的顯著特點是新型智能材料在半主動懸架上的應用。美國和德國研制的以電流變和磁流變體作為工作介質(zhì)的新型半主動懸架系統(tǒng)，是一種能自動識別道路狀況的半主動懸架系統(tǒng)自動連續(xù)調(diào)節(jié)阻尼控制系統(tǒng)。據(jù)稱，這一系統(tǒng)不僅可以裝配在賽車上，還可

8、以安裝在其他高級轎車上。 2.2 懸架系統(tǒng)控制技術的發(fā)展 近年來，國內(nèi)外學者對懸架控制方法進行了大量的研究，控制方法幾乎涉及到所有的控制理論的所有分支，許多控制方法如天棚阻尼控制、pid控制、最優(yōu)控制、自適應控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制等在懸架系統(tǒng)上得到了應用。 2.2.1 理論研究 在理論研究方面，近期內(nèi)的大多數(shù)論文和著作的中心論題主要集中在控制策略以及控制器的設計上，其根本目的是為了適應在車速提高的前提下，如何提高整個系統(tǒng)的響應速度，實現(xiàn)最優(yōu)控制，適應外部激勵頻率提高的趨勢。韓波等研究了汽車主動懸架的自適應和自校正控制的策略和算法，控制器的設計采用了隨機線性最優(yōu)控制理論，在

9、控制算法上提出了自適應算法和自校正算法3。 賈小平、v.gavriloski等根據(jù)汽車半主動懸架的基本結(jié)構(gòu)，通過力學分析建立了系統(tǒng)模型。為了克服實際控制系統(tǒng)的動態(tài)行為的不確定性，重慶大學李以農(nóng)等，采用自適應的控制策略，通過使用模型參數(shù)遞推辨識，以車身垂直加速度及控制信號構(gòu)成的二次型指標，實現(xiàn)了汽車半主動懸架的自適應隨機最優(yōu)控制。 2.2.2 控制策略 在控制策略方面，針對不同的問題提出了不同的方法?？娰澋忍岢隽俗赃m應的控制策略4，劉華等提出了智能控制策略。這些控制策略有效地提高了控制性能和汽車行駛的平順性。周繼銘等人采用了1/4車模型對天棚阻尼器和主動懸架的動力學特性進行了分析，討論了微分幾何

10、法和反饋線性化法的應用。舒紅宇等用一個簡單的二自由度的汽車模型對主動懸架進行數(shù)值分析，通過計算機模擬用頻率和頻譜響應的方法對振動性能進行研究。由于阻尼系數(shù)在連續(xù)系統(tǒng)中的變化不如在開關半主動懸架系統(tǒng)中那么敏感，所以采用連續(xù)半主動懸架能使瞬態(tài)響應的穩(wěn)定時間得以改善。 3 結(jié)語 文章綜述了現(xiàn)代汽車懸架系統(tǒng)的分類、國內(nèi)外發(fā)展歷史和控制策略的研究現(xiàn)狀，可以看出半主動懸架介于被動懸架和主動懸架之間，且結(jié)構(gòu)簡單、耗能低、可靠性較高，性能優(yōu)于被動懸架，成本低于主動懸架，是一種較為理想和具有較大實際開發(fā)意義的懸架；并對汽車懸架的發(fā)展現(xiàn)狀以及不同學者關于懸架系統(tǒng)運用的控制理論與控制策略作了分析，了解其工作原理及優(yōu)

11、缺點，為懸架控制理論研究和產(chǎn)品開提供了一定的理論基礎。 參考文獻： 1陳家瑞.汽車構(gòu)造m.北京：機械工業(yè)出版社，2005. 2yong-san yoon，hyuk kim.feedforword neuro-controlled active suspension using frequency and time mixed shape performance indexj.in t.j.of vehicle design.1996，（2）：6381. 3韓波，王慶豐，路甬祥.非線性液壓阻尼懸架的優(yōu)化設計及最優(yōu)控制j.汽車工程，1998，20（2）：96123. 4繆贊.汽車主動懸架系統(tǒng)的自適應模糊控制方法j.汽車工程，2001，（1）：912. 閱讀相關文檔:淺談鐵路貨車運用車間的現(xiàn)代化建設 alcumgmn合金的時效熱處理與組織性能研究 橋式起重機監(jiān)控管理系統(tǒng)設計 一種基于拓撲優(yōu)化的機翼結(jié)構(gòu)設計 工具痕跡檢驗技術研究的現(xiàn)狀及展望 油田配電線路及變壓器節(jié)能技術改造 沖壓工藝改進后在餐具生產(chǎn)中的應用分析 在重介質(zhì)選煤法中如何實現(xiàn)減低介質(zhì)耗量的探究 瀝青路面病害的無損檢測及養(yǎng)護技術 桃源縣大力推進生態(tài)文明建設的實踐與探索 森林資源動態(tài)監(jiān)測的薄弱環(huán)節(jié)及應對策略 淺談電子閱覽室的技