半主动空气悬架混杂系统的多模式切换控制研究_江苏大学博士论文

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1、测试版本分类号：型堑3：3圣UDC：鱼2里密级：一一公五编号：[：兰Z艺堡!里兰：乡汪薄大擎博士学位论文半主动空气悬架混杂系统的多模式切换控制研究指导教师一陈龙夔授一一一一一一作者姓名涯尘垡申请学位级别墁士学科(专业)奎舾工程论文提交日期2Q!三生垒目论文答辩日期至Q!圣生鱼且学位授予单位和日期迤苤太堂生且答辩委员会主席陈玉墨塾撞评阅人一二O一三年六月测试版本ClassifiedIndex：U463．33UDC：629Ph．D．DissertationResearchonMulti-modeSwitchingControlofSemi—activeAirSuspensionHybrid

2、SystemByWangShaohuaMajor：VehicleEngineeringSupervisor：Pro￡ChenLongJiangsuUniversityJune，2013测试版本独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名-夕阳芽2穸『j年㈣{日测试版本学

3、位论文版权使用授权书fIllllllIIIlllIIIIII毓IIIIY2290183江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密面。指导教师签名：≯

4、‘，年嘶佃Ii彳／月．『一／易：年名签哆眷少雠z文沦位学测试版本摘要与传统悬架相比，半主动空气悬架能够实现车身高度的主动控制和阻尼的自适应调节，对于改善车辆在行驶过程中的乘坐舒适性、行驶安全性以及燃油经济性有着重要作用，已成为汽车工程界的研究热点。随着空气弹簧和可调阻尼减振器研究的日益成熟，控制系统的设计已经成为实现半主动空气悬架控制功能要求、提高半主动空气悬架自适应能力的瓶颈和关键。本文以变阻尼与变车身高度集成的某空气悬架轿车为研究对象，通过分析系统的工作原理和运行状态，将非线性的半主动空气悬架综合为包含悬架系统自身物理特性所约束的连续动态过程行为和多工况使fl,-．／失能切换输入、

5、多工况控制输出等离散动态行为的集合。根据这两类不同性质行为之问的相互混合和相互影响，本文的主要内容将围绕半主动空气悬架控制策略的设计、半主动空气悬架混杂系统动态行为分析及其控制等工作进一步展开。构建半主动空气悬架混杂系统。分析了半主动空气悬架的控制模式和性能特点，进行了半主动空气悬架混杂特性的解析和研究，将半主动空气悬架的阻尼控制过程描述为一类混杂系统，引入混杂系统理论，构建了半主动空气悬架混杂系统功能模型结构和实现模型结构，为半主动空气悬架混杂系统的控制奠定基础。确定半主动空气悬架的控制模式与切换参数。根据半主动空气悬架混杂系统的控制特点，对其进行了多模式切换控制研究。将车身高度分为

6、“高位、中位和低位”三种控制模式，并根据车辆的行驶路面与车速变化确定各个模式之间的切换参数。考虑车身高度控制与阻尼自适应调节之间的耦合关系，提出以车身高度切换优先为原则，将车身高度控制与阻尼控制解耦，并采用模糊控制算法实现三种车身高度间的稳定性调节。针对转向工况下不进行车身高度调节的特点，增加了转向工况控制模式。测试版本江苏大学博士学位论文：半主动空气悬架混杂系统的多模式切换控制研究设计半主动空气悬架混杂系统局部控制器。根据悬架的偏频特性确定空气弹簧的可调高度，并在此基础上建立包含空气弹簧非线性的半主动空气悬架整车动力学模型，针对直线行驶工况下不同车身高度所反映的阻尼控制目标不同，分别

7、设计了相应的阻尼力模糊PID控制算法，同时进行了转向工况下的基于模糊神经网络的阻尼力控制研究，对局部控制器的性能进行仿真分析，验证了控制算法的有效性。提出了半主动空气悬架混杂系统切换监督控制方法。建立了半主动空气悬架多工况性能评价指标体系，分析了系统无监督切换控制性能。针对系统在切换过程由于局部控制器输出跃变引起的失稳和振荡，基于模糊理论设计了混杂系统切换过程监督控制器，通过对局部控制器的输出进行加权和得到系统的最终控制输入，从而实现半主动空气