收稿日期:
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基金项目:国家自然科学基金资助项目(
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·
作者简介:杨 英(
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),女,辽宁台安人,东北大学副教授
·
第
!,
卷第
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期
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年
&
月
东 北 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
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文章编号:
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基于
ADA MS
机械模型的车辆
主动悬架控制策略与仿真
杨 英
&
,刘 刚
!
,赵广耀
&
(
& B
东北大学 机械工程与自动化学院,辽宁 沈阳
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;
! B
沈阳航空工业学院,辽宁 沈阳
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)
摘 要:利用
CDCE>
软件建立了四分之一汽车主动悬架的机械模型,在机械模型的基础上
生成车辆主动悬架系统的动力学方程,该方法解决了主动悬架数学模型建立的难题
·
使机械设计
和控制设计共享同一虚拟车辆主动悬架模型,机械系统设计和控制系统设计协调一致
·
采用自适
应模糊
FG D
控制策略对悬架控制,实现了
FG D
控制过程中参数的在线自整定,从而使系统的控制
性能更加完善
·
利用
CDCE>
的
H.160.39
模块实现了
CDCE>
与
ECIJCK
的联合仿真,仿真结果
表明,采用自适应模糊
FG D
控制策略是合理的、可行的,与被动悬架控制相比有效地降低了车身加
速度、悬架动挠度和轮胎的相对动载荷,提高了汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性
·
关 键 词:机械模型;主动悬架;
CDCE>
;控制策略;模糊控制
中图分类号:
: !,"
文献标识码:
C
由于主动悬架能主动及时地调整和产生所需
悬架控制力,使悬架处于最优的减振状态,可以
大幅度改善车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性,因
此主动悬架的研究一直是汽车领域研究的热点问
题
·
目前对车辆主动悬架控制策略的研究都是建
立在悬架系统数学模型基础之上
[
& !%
]
·
精确数学
模型不易建立,且由于机械设计师和控制工程师
使用不同的软件对同一车辆模型进行重复建模,
一旦出现问题,机械系统和控制系统都要重新设
计
·
如果主动悬架控制策略的研究建立在车辆悬
架机械模型基础上,那么机械系统和控制系统设
计能够协调一致,并且可以设计复杂的模型,包括
非线性模型和非刚性模型
·
CDCEC>
使其成为可
能
·
本文利用
CDCE>
软件建立了四分之一汽车
主动悬架的机械模型,在机械模型的基础上生成
车辆主动悬架系统的动力学方程
·
将
FG D
控制和
模糊控制结合起来,在线自适应调整
FG D
控制的
有关参数,提高控制系统的实时性、鲁棒性
·
在时
域内对该主动悬架系统进行了控制仿真分析,得
出采用模糊
FG D
控制策略是合理的、可行的
·
它
和被动悬架相比有效地降低了车身加速度、悬架
动挠度和轮胎的相对动载荷,提高了汽车的乘坐
舒适性和操纵稳定性
·
&
主动悬架系统机械模型的建立
1 .1
车辆模型的简化
CDCE>
是使用范围最广的机械系统动力学
分析软件,
CDCE>
/
@;8 L
解题程序模块提供了一
个直接面向用户的基本操作对话环境和虚拟样机
分析的前处理功能
·
在汽车主动悬架系统设计中,
利用
CDCE>
/
@;8 L
模块的基本形体建模工具
库,根据汽车结构特性建立四分之一车体模型,通
过各种约束限制构件之间的相对运动,定义施加
的载荷,建立虚拟的实验台,最后进行仿真
·
使用
CDCE>
软件建立四分之一汽车悬架运
动学机械模型时做如下假设:
(
&
)所有零部件都认为是刚体,各运动副均
为刚性连接,各运动副内摩擦力、内部间隙忽略不
计;
(
!
)为模拟地面不平引起的激励,假想一构
件,它与轮胎直接接触,与地面之间通过移动副相
连,可上下垂直运动;
(
%
)簧载质量、非簧载质量相对于地面只能
做上下垂直运动
·
1 .2
在
ADA MS
/
Vi ew
中建立
1
/
4
车体机械模型
(
&
)首先启动
CDCE>
/
@;8 L
·
命名悬架模型