半主动悬架振动控制方法研究开题报告

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1、开题报告半主动悬架振动控制方法研究1选题的背景、意义由于现代生活的水平的不断提高、国民经济的飞速发展，汽车逐渐融入到人们的生活工作之中，而现代汽车也正朝着智慧化、舒适度和安全化的方向发展。[1]悬架系统是影响汽车性能的关键部件。车辆的智能悬架系统解决了被动悬架系统存在的稳定性和舒适性不能同时兼顾的问题，并能根据行驶状况和道路变化作出相应变化。该悬架是典型的非线性机、电、液一体化动力系统。近年来，随着电子技术、测控技术和机械力学等学科的飞速发展，特别是信息科学中对最优控制、模糊控制、自适应控制、神经网络控制等的研究，不仅在理论上取得了举世瞩目的成果，同时也开始应用于汽车悬架的控制当中，使得

2、悬架系统在现代技术下不断改善。随着汽车结构和功能的不断完善，研究汽车隔振悬架，设计新型悬架系统，将振动控制在最低水平是提高现代汽车质量的重要举措。[2]目前车辆悬架按振动的控制方法分为3种：被动控制、半主动控制和主动控制。由于基于经典隔振理论的被动悬架系统的刚度、阻尼等参数是固定不变的，这样的悬架系统对路面的适应性差，不能同时保证汽车的操纵稳定性和行驶舒适性的要求。主动悬架虽然能兼顾操作稳定性和驾驶舒适性，获得一个优质的隔振系统，做到理想的振动控制效果，但由于其耗能大、结构复杂、成本和测量精度高而未能广泛使用。半主动悬架结合了主动悬架和被动悬架的特点，可根据路面情况、车辆载荷、行驶速度等

3、情况实时调节悬架系统的阻尼，显著降低系统的加速度和悬挂系统变形，使汽车具有良好的舒适性和操作性；同时半主动悬架系统结构简单，能量损耗小，而它的控制效果却接近主动悬架，因而是近期最有可能走向市场推广应用的新兴技术。2相关研究的最新成果及动态2.1、国外发展动态：半主动悬架的研究始于1973年，由D.A.Crosby和D.C.Karnopp首次提出。它是用一个阻尼系数在一定范围内可调节的阻尼器替代了被动悬架的阻尼器，从而实现实时调整阻尼力。[3]1975年，Maugolis等人演示了“开/关”控制的半主动悬架，它能产生较大的阻尼力，而改进后的这种悬架于近十年在汽车工业中得到了广泛的应用。19

4、76年，Hu-bbard等人提出了通过改变弹簧刚度的半主动悬架系统。它是通过切换空气弹簧得以实现，与传统的机械弹簧相比，空气弹簧存在更多的优势，因此早在80年代国外就已经将空气弹簧应用于汽车悬架中了。日产公司于1984年研制了一种名为“声纳式”半主动悬架，它通过声纳装置预测前方路面情况，有“柔和”、“适中”、“稳定”三檔。日本丰田的LEXUSLS400GT轿车的阻尼器就有这种选择状态。Mannesmann公司的MatthiasRaulf和ThomasKutsche以及WABCO公司Hans-OttoBecher研制了一种应用于重型卡车上的具有模拟比例液压阀的连续可调阻尼器，通过控制比例阀

5、的输入电流以调节阻尼力。1996年，Hans-jorgFeigel和NinoRomano研制出一种可用于半主动悬架的单级电液比例阀，它具有功耗低、成本低、回应快、抗污染的特点。Mercedes-Benz公司的HuangZhen等人研制的一种可调的液压减震器，它在简式减震器的两腔安装可控液压阀和蓄能器，通过电气控制和主阀配合，可以提供4中不同的减振性能。1991年，Mercedes-Benz公司在赛车上采用了一套ABC（ActiveBodyControl）系统，通过传感器检测车身运动的相关信号，通过微处理器控制液压机构，为悬架提供可变阻尼力，并于1999年在BenzCL系列中采用ABC系统

6、。英国的KakizakiShinobu等人于1995年研制出一种具有可调阻尼和自我诊断的液压减震器，当出现故障时，减震器系统会自动降至最小阻尼。德国的ForsterAndreas也于1995年研制了可调减震器，其特点是：减震器带有线圈和芯子的电磁控制阀，同时采用空心活塞杆以减少结构尺寸，空心杆起导磁体的作用，使得磁通量反向闭合。半主动悬架的另一种执行机构是采用电流变和磁流变。英国的KawamataSatoru等研制出了可调液压减震器，并申请了专利，它的原理是：减震器的两腔用软膜片隔开，并充满电流变液。当通向减震器的电流改变时，电流变液的粘性也随之发生变化，从而改变阻尼力。Pinkos和S

7、turk等人也在电流变液方面作了研究。由于军用车的越野和高速行驶的需要，美国军方进行了半主动悬架外置液压悬架系统的性能试验，其中以Bradley战车为试验平台。实验表明：系统在减振和提高车辆机动以及可靠性方面较被动悬架有了极大的提高。美国陆军在M1A1坦克上也进行了半主动悬架的实验。[4]美国马里兰大学航空工程系在磁流变减震器的研究一直处于世界领先，并开发了充气补偿结构的汽车磁流变减震器。美国Lord公司、德尔福公司、福特公司、德国