汽车悬架磁流变减振器的优化设计及仿真

基于磁流变减振器在汽车悬架减振系统半主动控制中的广泛应用,根据磁流变液的特点和磁流变减振器阻尼力与结构参数的关系,设计了新型的磁流变减振器,并对影响磁流变减振器性能的参数进行了优化和仿真.仿真计算表明,该磁流变减振器设计是一种能优化阻尼力的有效算法.     

车用磁流变减振器的研制

针对车用磁流变减振器现存的阻尼特性不理想、油封易磨损泄漏、磁流变液静置沉降以及磁路结构不尽合理等主要问题,提出了加装单向滑阀、组合密封器、静置稳定装置和多级磁路式电磁活塞等改进措施。以Passat B5轿车前悬架减振器作为设计对象,对磁流变减振器的电磁磁路和液压结构进行了改进设计,最后通过各项性能试验得到了较为满意的结果,表明了双筒滑阀式磁流变减振器的可行性和有效性。     

基于单筒式磁流变减振器的结构设计

针对于目前汽车市场上高级车更高的减震要求,本次研究通过对减震器结构进行分析,建立了适合的数学阻尼模型,设计一种新型的磁路方案。通过合适的公式和严谨的计算选定减震器的核心结构参数,设计出一种新型单筒式磁流变减振器。与传统减震器相比,新式的磁流变减振器机械装置简单具有输出阻尼更大,关键参数调节范围更广,流体响应速度更快,减震器能量消耗更低等特点,将会成为半主动悬架系统的最佳执行器之一。     

用于汽车悬架的磁流变减振器研究综述

磁流变液在汽车半主动悬架中的应用倍受关注。介绍了磁流变液的特性及磁流变减振器的工作原理,结合国内外最新研究成果,综述了用于汽车悬架的MR减振器的结构形式、仿真模型、控制方法和测试技术,并对今后的研究工作重点进行了探讨。     

履带车辆悬挂系统磁流变液减振器的研究

履带车辆被动式悬挂系统的设计是在某一确定的常用车速和地表形状下,确定系统的弹簧刚度和阻尼系数等基本参数以达到其工作性能的最佳化,对工况的适应性较差。建立在减振器基本结构形式不变的前提下,采用磁流变液减振器的半主动悬挂系统,可以使车辆在各种工况下都保持其耗能减振性能的最优化。通过理论分析,这种叶片式MRF减振器提供的阻尼力可完全替代原减振器,并具有更优良的控制性和适应性。     

滞回模型磁流变减振器半主动悬架模糊控制

为了获得磁流变减振器便于控制的精确力学模型,在正弦激励下对磁流变减振器进行了特性试验,利用试验数据拟合了一种滞回模型,以此来表示磁流变减振器的动态响应特性,比较由此模型仿真和实测的阻尼力,表明此模型既能较好地描述其滞回特征,亦能简单明了地表达逆向动态特性,可在开环控制策略下容易地获得理想的阻尼力,利用此模型设计了一个开环控制策略下的模糊控制器,比较所设计的模糊控制器和天棚控制器及被动悬架的性能,采用四分之一悬架模型采进行分析和仿真,随机路面激励下的数值仿真进一步证实了此控制器的有效性,其综合性能比天棚控制和被动悬架均有较大幅度的提高.     

基于磁流变减振器不确定半车悬架模型的半主动鲁棒控制研究

在分析半车悬架结构不确定性的基础上,建立了磁流变减振器半主动控制的半车模型,设计了鲁棒控制框图和鲁棒控制器.为了提高运行速度和便于工程实现,对所设计的高阶控制器进行了降阶处理,并进行了被动悬架、标准鲁棒控制半主动悬架和降阶控制器半主动悬架的频域分析.结合鲁棒控制器和半主动控制策略,在Simulink环境下构建了完成了被动悬架和降阶鲁棒控制器组成的半主动悬架时域仿真模型,对车辆在不同等级路面、不同行驶速度情况下的舒适性进行了全面的仿真研究和分析.仿真证明,所设计的鲁棒控制器和处理方法满足工程需要,相对于被动悬架车辆簧载质量垂向振动均方根值降低了14.1%以上,俯仰角架速度均方根值降低了31%以上,控制效果良好,乘坐舒适性得到提高.     

磁流变减振器半主动悬架的系统时滞

时滞导致磁流变减振器可控阻尼力的不同步,降低了车辆半主动悬架的性能及其稳定性,因此时滞问题是近年来半主动悬架的研究热点之一。基于RD-1005-3磁流变减振器的响应特性,在半主动悬架临界时滞理论分析的基础上,建立含有时滞的磁流变半主动悬架的数学模型与传递函数,分析时滞对悬架幅频特性的影响;通过对临界时滞数值解的分析,为磁流变半主动悬架控制系统的时滞研究提供理论依据。在模糊控制策略的基础上,运用Smith预估补偿控制对系统进行时滞补偿,并在Matlab中进行仿真分析。对搭建的单质量磁流变半主动悬架系统进行台架试验,仿真和试验数据均表明进行时滞补偿的系统很好地改善了悬架性能。     

汽车悬架的磁流变减振器阻尼力调节特性的研究

以磁流变阻尼控制方法为向导,研究汽车悬架系统中的磁流变减振器阻尼力的调节原理,以高斯白噪声的路面为输入,分析汽车被动与半主动悬架系统中的磁流变减振器的黏性阻尼力和库仑阻尼力的调节特性,讨论半主动悬架系统的磁流变减振器的最优控制方法,通过计算机仿真,获取半主动悬架系统最优控制的磁流变阻尼力的控制电流随路面激励而变化的关系.     

基于磁流变减振器的半主动悬架时滞变结构控制

针对控制输入通道中存在的时滞对磁流变半主动悬架系统控制品质的影响,建立含时滞的1/4汽车磁流变半主动悬架模型。从磁流变半主动悬架系统的时滞微分方程出发,根据滑模变结构控制理论设计出磁流变半主动悬架系统时滞依赖滑模控制器。通过理论推导,利用线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)处理方法把系统时滞稳定的条件转化为LMI可行性分析,保证系统稳定的最大临界时滞求取转化成LMI中的广义特征值最小化问题。Matlab/Simulink仿真及道路模拟振动台上实车试验结果表明,在系统临界时滞范围内,时滞依赖滑模控制器能从根本上保证系统的稳定性,削弱时滞对系统控制效果的影响,有效地改善汽车的乘坐舒适性。     

磁流变减振器原理

这里分析了一种磁流变减振器的原理,用粘度模型描述了磁流变液随外加磁场变化的流变特性,得到的阻尼力方程为这种减振器的设计提供了理论基础。研究结果表明:随着外加磁场的增加,磁流变液的表观粘度增加,减振器产生的阻尼力增大。     

基于磁流变减振器的汽车半主动悬架非线性控制方法

考虑磁流变减振器阻尼力和悬架弹性元件非线性特性,建立车辆半主动悬架非线性动力学模型。应用微分几何非线性控制,经过适当的非线性状态和反馈变换,实现半主动悬架非线性系统的精确线性化,并对系统实施非线性状态反馈控制;根据预定的控制目标及模糊控制策略调节控制参数,设计模糊控制器,对悬架系统进行了控制仿真研究;利用神经网络模式识别能力对输入数据处理辨别,设计控制网络层,从而达到提高悬架工作性能,改善汽车行驶舒适性的目的。将三种非线性控制方法的仿真结果进行分析比较表明:经模糊控制或神经网络控制后的悬架承受的冲击响应小、振动强度低,比微分几何控制能获得更优异的性能。     

基于磁流变减振器的汽车前悬架半主动控制研究

在磁流变减振器外特性分析基础上，设计了1／4车辆的自适应模糊控制器，提出了把1／4车辆模型的半主动控制算法应用于汽车左右前悬架独立控制的策略，并在Matlab平台上进行了仿真。选用国产某型号微型车作为试验车辆，将其被动的左右前悬架改装成磁流变半主动悬架，在多种条件下进行了实车道路试验。试验结果与仿真吻合，表明对左右前悬架进行独立半主动控制是可行的，明显提高了汽车行驶的平顺性。     

基于混合模式的汽车磁流变减振器阻尼特性分析与测试

根据牛顿流体模型和滨汉塑性流体模型,分别对混合工作模式的汽车磁流变减振器进行了理论分析研究。按照长安微型汽车的技术要求,设计和制作了汽车磁流变减振器,并对此进行了试验测试。试验结果表明,应用所提出的理论分析模型是可行的,对设计特殊阻尼特性的磁流变减振器有一定的指导意义。     

汽车磁流变减振器设计原理与实验测试

根据磁流变体的滨汉塑性模型描述，提出了混合工作模式的汽车磁流变减振器的设计原理，按照长安微型汽车的技术和磁流变体的性能设计和制作了微型汽车磁流变减振器，并根据长安微型汽车前悬架减振器的技术条件对此进行了实验测试。实验结果表明，提出的设计原理是可行的，对设计特殊阻尼特性的磁流变减振器有一定的指导意义。     

汽车磁流变减振器设计准则探讨

提出了微型汽车磁流变减振器的设计准则,建立了磁流变减振器的理论分析模型来预估减振器阻尼力的大小。测试结果表明,减振器的阻尼力由粘性阻尼力和磁场阻尼力组成,随着磁场强度的增加,减振器的阻尼力也增大,基本上符合理论预估值,说明所建立的理论分析模型是可行的。     

筒式减振器的参数化设计系统

在筒式减振器设计中，采用参数化设计的原理，通过与传统设计的比较，说明了参数化设计的优越性：详细介绍了应用VC和数据库实现对筒式减振器参数化设计的方法。     

简易磁流变减振器的研究

磁流变体在减振领域的应用研究已成热点,并开发出了磁流变减振器。但这种减振器由于磁流变液用量大、密封要求高等因素,致使其成本很高不利于工程推广应用。鉴于此,本文在了解磁流变液性能的基础上提出用多孔材料设计研究简易磁流变减振器,并开发出样机对其设计思路进行验证,用 SIMULINK 模拟 PID 控制下的减振效果。     

基于FLUENT的磁流变减振器油针阻尼力优化设计研究

油针作为油液减振器的元件之一,对调节油液减振器的阻尼力起到比较重要的作用,近年来这一结构被引入磁流变减振器,本文针对对国内某新型磁流变减振器的油针设计及实验情况,提出了两种不同的油针设计方案,并使用FLUENT软件进行了仿真,并对结果进行了比较分析,为油液／磁流变减振器的油针设计及阻尼力优化提供了参考。