磁流变半主动悬架系统及其控制研究

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1、学校代号10532学号S130210036分类号U46密级公开硕士学位论文磁流变半主动悬架系统及其控制研究学位申请人姓名黄自豪培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称李伟平副教授学科专业机械工程研究方向汽车动力学与控制论文提交日期2016年05月16日学校代号：10532学号：S130210036密级：公开湖南大学硕士学位论文磁流变半主动悬架系统及其控制研究学位申请人姓名：黄自豪导师姓名及职称：李伟平副教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2016年05月16日论文答辩日期：2016年05月31

2、日答辩委员会主席：曹立波教授StudyontheSystemofMagnetorheologicalSemi-activeSuspensionanditsControlStrategybyHuangZihaoB.E.(ChangshaUniversityofScience&Technology)2013AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMechanicalEngineeringi

3、ntheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorLiWeipingMay,2016湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进巧研究所取得的研究成果，。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。‘护作者签名：襄日期：每＾月６日考、

4、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留，、使用学位论文的规定同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论丈的复印件和电子版，允许论文被查阅和借朗。本人授权湖南大学可臥将本学位论文的全部或部分内容编，可Ｗ采用影印入有关数据库进行检索、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。＾２、不保密因。＂，（请在ｙ？上相应方框内打小）如ｔ《＜＾作者签名：式為日期：年月日导师签名；日期：於＜６年月＾日心磁流变半主动悬架

5、系统及其控制研究摘要随着社会的进步和科技的发展，人们对汽车整体性能的要求越来越高，悬架系统作为车辆行驶系统的一个重要组成部分，其性能的好坏直接影响到乘员的舒适性和安全性。传统的被动悬架虽然能在一定程度上改善汽车的舒适性和操稳性，但其结构参数并不能随车辆的运行状态而实时改变，这大大限制了它的使用；磁流变半主动悬架利用磁流变技术实现了减振器阻尼的实时调节，它具有响应速度快、动态调节范围宽、能量损耗低及结构简单等优点，因而成为当今智能悬架研究的重点，受到了全球汽车生产制造商的青睐。本文采用理论分析和数值仿真相结合的方法，对磁流

6、变减振器的动态特性、半主动悬架控制策略及其子系统展开了研究。具体工作可分为以下几个方面：（1）对磁流变减振器的流变机理、工作模式和力学模型进行了分析。针对参数模型及非参数模型的缺陷不足提出了改进型Bouc-Wen模型，而后在Matlab/Simulink中建立减振器的仿真模型并对其工作性能进行分析，结果表明该模型能较好的反应减振器的非线性滞回特性。（2）对路面不平度数学模型及随机路面理论进行了分析，在此基础上得到了基于白噪声的四轮相关路面时域模型；通过对整车振动系统进行了合理简化，根据拉格朗日方程，推导出整车七自由度动力

7、学方程，建立了磁流变半主动悬架数学模型；最后概述了整车系统性能评价指标并分析了各指标对车辆平顺性和操稳性的影响。（3）针对悬架系统非线性结构特点，分析了磁流变半主动悬架的两种控制思路。而后基于整体控制思想，提出并研究了模糊控制、模糊PID控制和变论域模糊控制，设计了它们各自模糊控制器和模糊控制规则，并搭建了相应控制子系统模型；利用Matlab软件对三种控制策略进行整车仿真，结果表明，三种控制策略均是有效的，它们能不同程度的提高整车的舒适性和操纵性，但是变论域模糊控制的整体控制效果更优。这为以后磁流变半主动悬架的研究和开发

8、提供了参考和指导。关键词：半主动悬架；磁流变减振器；数学模型；模糊控制；模糊PID控制；变论域模糊控制II硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofsocietyandtechnology,thedemandofpeopleonthecarridecomfortandseatcomforti