汽车磁流变液减振器扰动器设计探讨

汽车磁流变液减振器扰动器设计探讨

一、汽车磁流变液减振器的扰动器设计探讨(论文文献综述)

陈芳芳[1](2012)在《基于变论域模糊控制的轿车平顺性研究》文中进行了进一步梳理随着经济的快速发展,人们生活水平不断提高,轿车已经走进千家万户,但当汽车高速行驶时,由于路面不平以及车辆内部部件的运动激发整车的振动,使得振动问题变得突出,直接影响了汽车行驶平顺性与乘坐的舒适性及安全性等问题,越来越多人对于汽车的性能提出了更高的要求。因此,传统的被动悬架技术已不能满足需求,先进的可控制的车辆半主动悬架技术将会在轿车上被广泛研究和采用。为验证使用磁流变减振器的半主动悬架的汽车具有有较好的行驶平顺性,本文以某轿车为研究对象,建立了简化的整车模型,并将整车的动力学微分方程变换为空间状态方程,在Matlab/Simulink软件中建立典型的B级路面仿真模型和磁流变减振器仿真模型,基于这两个仿真子模型建立整车的控制仿真模型,进行控制仿真实验。针对汽车的悬架系统具有非线性强的特点,本文采用可对论域进行实时调节的变论域模糊控制。本文分别对以三个不同的速度行驶在B、C两种等级路面上的汽车半主动空气悬架系统进行动力学性能仿真分析。为提高对仿真数据分析的效率和精确率,将Matlab和ADAMS的后处理联合起来对数据进行处理。通过对轿车悬架进行被动、模糊控制、变论域模糊控制仿真,得出平顺性评价指标:质心加速度、质心位移、俯仰角加速度以及侧倾角加速度的时域仿真结果,并对各评价指标的均方根值进行了对比分析。同时对以30m/s的速度行驶在B级路面的轿车每个轮胎动载荷也进行了不同控制的对比分析。通过对仿真结果的分析,我们可以很明显的知道采用了变论域模糊控制的半主动悬架,能更有效的改善车辆的行驶平顺性,其中质心加速度的改善更是达到40%以上,并很大程度上减小对路面的破坏。

王洋[2](2010)在《汽车悬架磁流变阻尼器设计与优化研究》文中研究指明悬架系统是汽车的重要组成部分之一,它对汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性有很大影响。磁流变阻尼器是新型半主动悬架系统的重要组成部分,其根据车辆运行工况进行阻尼力实时可调,改善了传统悬架在设计过程中出现乘坐舒适性和操作稳定性之间的不协调,受到学术界和工业界的广泛关注。磁流变阻尼器以磁流变液为介质,通过对输入电流的控制,使其外加磁场强度发生改变,进而可在毫秒级使磁流变液的流变性能发生变化,实现流体和半固体之间的转变,从而能够提供可控阻尼力,其具有结构简单、控制方便、响应迅速、消耗功率小和输出力大等优点。目前国内对双筒式磁流变阻尼器研究内容较少,因此,对双筒式磁流变阻尼器的设计以及结构优化的理论研究十分必要。为此,本文从双筒式磁流变阻尼器的力学模型建立、设计、参数优化仿真以及试验研究等几个方面进行较为详尽的分析与探讨。本文提出了双筒式磁流变阻尼器的设计及优化方法。首先从参数化和非参数化模型两个角度介绍了几种磁流变阻尼器的力学模型,并说明了各自的特点,利用平板模型推导了剪切阀式磁流变阻尼器的流变学方程和阻尼力计算公式。其次,详细阐述了双筒式磁流变阻尼器在设计过程中应用的相关理论,归纳了磁流变阻尼器详细的设计步骤,提出了设计实例。并对粒子群算法和多目标优化本质进行详尽的介绍,根据磁流变阻尼器所建立的阻尼力计算模型,运用MATLAB软件进行编程,采用粒子群算法进行筛选,最终选出最优一组参数,得到优化的磁流变阻尼器结构。根据设计实例参数加工了方案一和方案二结构的磁流变阻尼器试验样机,并进行了台架试验研究。研究结果表明,两种设计方案试验结果都满足设计要求,但方案二结构磁流变阻尼器与方案一结构磁流变阻尼器相比,解决了方案一结构磁流变阻尼器试验测试出现的空行程问题,设计更加合理可行。

陈杰平[3](2010)在《基于磁流变减振器的汽车半主动悬架设计与控制研究》文中进行了进一步梳理高速公路网的建设和延伸、点对点运输的实现、出行和运输效率要求的提高,促进了汽车工业的飞速发展。由于汽车行驶速度的提高,人们对汽车的行驶安全性、乘坐舒适性、操纵稳定性、道路友好性等提出了更高的要求。现代电子技术、信息技术、计算机技术和自动化技术的发展和在汽车上的应用,为改善汽车性能和满足人们对汽车性能的要求提供了手段,各类先进的技术在汽车上得到了应用,汽车正成为现代技术的试验场,集中体现着一个国家技术发展的水平。主动/半主动悬架是实现汽车底盘控制的重要部件之一,对改善汽车的行驶、操纵性能至关重要。以智能材料磁流变液制作的磁流变减振器具有响应快、动态范围宽、功耗低、结构简单等特点,在建筑、桥梁和汽车上的应用成为目前研究的热点,磁流变减振器为半主动悬架的开发和应用提供了新的途径。但是,除美国Lord公司推出的磁流变座椅减振器安装在凯迪拉克汽车上之外,国内外对磁流变半主动悬架的研究大多仍处于理论和实验室研究之中,主要原因是磁流变半主动悬架是一个存在不确定因素复杂非线性系统。尽管先前的一些针对具体问题的半主动控制算法取得了一定的控制效果,但较少从整车的角度对悬架进行控制。同时,磁流变减振器本身的设计制造技术仍不完善,过去的研究多以双出杆或者旁路等其它结构,无法满足汽车对减振器的要求。因此,以汽车磁流变减振器设计为核心,考虑整车的磁流变减振器半主动悬架控制,不但具有很高的理论研究价值,而且具有广泛的应用前景。本文以单出杆汽车磁流变减振器的设计制作为核心,完成了整车半主动悬架的数学建模、实车改装,设计了模糊控制、自适应变论域模糊控制、鲁棒控制和鲁棒/自适应变论域模糊复合控制系统,进行了大量的仿真和实验研究。主要包括以下内容:(1)回顾了国内外汽车悬架技术的发展和研究现状,分析了汽车磁流变减振器的研究现状及存在的问题,给出了本文的研究内容和创新点。(2)在认真分析磁流变减振器动力学模型基础上,完成了磁流变减振器的数学建模和理论分析,根据汽车对悬架的要求,设计了两款汽车磁流变减振器,完成了磁流变减振器的总体设计和部件设计,为样品的制作和研究提供了基础。(3)在前一章基础上,对磁流变减振器进行了仿真研究,制作了悬架前后四个磁流变减振器,进行了大量的试验,证明所设计的磁流变减振器可以满足汽车半主动控制的要求,为下一步进行整车半主动悬架控制的设计与试验提供了条件。(4)完成了转向工况下的整车磁流变半主动悬架建模,研究了道路激励信号的生成和验证问题,设计了整车模糊控制器和利用模糊控制器改变伸缩因子的自适应变论域模糊控制器。仿真结果表明:自适应变论域模糊控制效果优于模糊控制。(5)在设计整车鲁棒控制的基础上,设计了鲁棒/自适应变论域模糊复合控制器,通过仿真进行了鲁棒控制和复合控制策略的性能比较。仿真表明:鲁棒控制和鲁棒/自适应变论域模糊复合控制都可以有效改善汽车的平顺性,但复合控制效果优于鲁棒控制。(6)利用四个自制的磁流变减振器完成了半主动悬架试验汽车的改装,以ARM单片机LPC2292为核心组建了控制系统,以嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ为平台移植了控制算法,分别进行了台架谐波激励振动试验、车辆驶过凸块和随机路面上的行驶试验。(7)总结了全文的研究内容,对下一步的研究方向和工作内容提出一些建议。

丁左武,魏民祥,贤振亮[4](2004)在《汽车磁流变液减振器的扰动器设计探讨》文中研究表明磁流变液中的磁性粒子具有沉淀特性,容易导致磁流变液性能不稳定,限制了它的应用范围.分析了汽车用减振器磁流变液沉降区,阐述扰动器的工作原理,提出汽车磁流变液减振器的扰动器设计方案,以期改善磁流变液减振器的使用性能.

二、汽车磁流变液减振器的扰动器设计探讨(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、汽车磁流变液减振器的扰动器设计探讨(论文提纲范文)

(1)基于变论域模糊控制的轿车平顺性研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外减振器的发展
        1.2.1 减振器的分类及应用
        1.2.2 国外磁流变减振器的发展历程
        1.2.3 国内磁流变减振器的发展历程
    1.3 半主动悬挂系统的控制策略
    1.4 汽车行驶平顺性研究发展
    1.5 本文研究的主要内容
第二章 整车动力学模型的建立
    2.1 模型概述
    2.2 磁流变减振器
        2.2.1 磁流变效应的特征
        2.2.2 磁流变减振器的工作原理
        2.2.3 磁流变减振器的数学模型
        2.2.4 磁流变减振器性能的优缺点
    2.3 基于磁流变减振器整车模型的建立
    2.4 本章小结
第三章 路面模型和整车动力学模型的 SIMULINK 仿真
    3.1 SIMULINK 简介
    3.2 路面不平度及路面模型
        3.2.1 路面不平度及路面划分
        3.2.2 路面模型的建立及仿真
    3.3 七自由度整车被动仿真模型的建立
    3.4 磁流变减振器仿真子模型
    3.5 本章小结
第四章 半主动悬架变论域模糊控制系统设计
    4.1 模糊控制的基础理论
        4.1.1 基本定义及术语
        4.1.2 模糊控制器的结构
    4.2 变论域模糊控制理论基础
        4.2.1 基于函数模型的伸缩因子
        4.2.2 基于模糊推理的伸缩因子
        4.2.3 两输入单输出变论域模糊控制器
    4.3 变论域模糊控制器的设计
        4.3.1 变论域模糊控制原理
        4.3.2 输入输出变量的模糊化
        4.3.3 隶属函数的确定
        4.3.4 量化因子与比例因子的确定
        4.3.5 模糊控制规则的制定
        4.3.6 模糊判决
    4.4 变论域模糊控制器在 Simulink 中的建立
    4.5 变论域模糊控制系统仿真模型的建立
    4.6 本章小结
第五章 仿真结果分析
    5.1 行驶平顺性评价方式
        5.1.1 影响平顺性的因素
        5.1.2 平顺性评价方法
    5.2 车辆行驶平顺性仿真结果及分析
    5.3 轮胎动载荷的仿真结果及分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
附表一
攻读学位期间发表的学术论文目录

(2)汽车悬架磁流变阻尼器设计与优化研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 磁流变液及磁流变效应
        1.2.1 磁流变液及其组成
        1.2.2 磁流变液效应及流变机理
        1.2.3 磁流变液性能要求
    1.3 磁流变阻尼器工作模式
    1.4 磁流变阻尼器研究现状
        1.4.1 磁流变阻尼器结构方面研究现状
        1.4.2 磁流变阻尼器优化方面研究现状
        1.4.3 磁流变阻尼器控制策略研究现状
    1.5 本文研究主要内容
2 磁流变阻尼器力学模型
    2.1 引言
    2.2 参数化模型
        2.2.1 Bingham模型
        2.2.2 修正Bingham模型
        2.2.3 Bouc-wen模型
        2.2.4 修正Bouc-wen模型
        2.2.5 现象模型
        2.2.6 修正Dahl模型
        2.2.7 非线性滞回双粘性模型
        2.2.8 Sigmoid模型
    2.3 非参数化模型
    2.4 磁流变阻尼器阻尼力计算模型
        2.4.1 阀式磁流变阻尼器阻尼力计算模型
        2.4.2 剪切模式磁流变阻尼器阻尼力计算模型
        2.4.3 剪切阀式磁流变阻尼器阻尼力计算模型
    2.5 本章小结
3 磁流变阻尼器设计
    3.1 磁流变阻尼器工作原理
    3.2 磁流变阻尼器设计原理
        3.2.1 磁流变阻尼器磁路设计原理
        3.2.2 磁流变阻尼器结构设计原理
    3.3 磁流变阻尼器设计步骤
        3.3.1 有效长度尺寸的设计
        3.3.2 线圈匝数的设计
        3.3.3 磁流变阻尼器活塞其他尺寸的设计
    3.4 磁流变阻尼器设计实例
        3.4.1 磁流变阻尼器设计已知参数的确定
        3.4.2 磁流变阻尼器方案一结构设计实例
        3.4.3 磁流变阻尼器方案二结构设计实例
    3.5 磁流变阻尼器细节问题探讨
        3.5.1 活塞杆问题探讨
        3.5.2 线圈缠绕问题探讨
        3.5.3 绝缘问题探讨
        3.5.4 密封问题探讨
    3.6 本章小结
4 磁流变阻尼器设计参数优化及仿真
    4.1 多目标粒子群优化理论概述
        4.1.1 多目标优化本质
        4.1.2 粒子群基本概念
        4.1.3 粒子群算法简介
    4.2 磁流变阻尼器优化模型的建立
        4.2.1 目标函数
        4.2.2 约束条件
        4.2.3 设计变量
    4.3 粒子群优化策略
        4.3.1 参数关系分析
        4.3.2 基于参数优化的PSO和交叉算法
    4.4 磁流变阻尼器设计优化仿真实例
    4.5 本章小结
5 磁流变阻尼器试验研究与结果分析
    5.1 磁流变阻尼器工作特性
        5.1.1 磁流变阻尼器速度特性试验
        5.1.2 磁流变阻尼器示功特性试验
    5.2 磁流变阻尼器试验方案
        5.2.1 试验目的
        5.2.2 试验装置
        5.2.3 试验条件
        5.2.4 试验方法
    5.3 磁流变阻尼器试验结果
        5.3.1 方案一结构下试验结果
        5.3.2 方案二结构下试验结果
    5.4 两种方案结构下试验结果对比与分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

(3)基于磁流变减振器的汽车半主动悬架设计与控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
致谢
第一章 绪论
    1.1 悬架技术及其国内外研究现状
        1.1.1 悬架的分类及应用
        1.1.2 减振器技术
        1.1.3 磁流变减振器应用现状
    1.2 主动/半主动悬架控制策略
    1.3 本论文研究的主要内容与创新点
        1.3.1 本文主要研究内容
        1.3.2 本文主要创新点
第二章 汽车单出杆磁流变减振器的设计
    2.1 MRD 的工作原理及其力学模型
        2.1.1 MRD 的工作原理和模式
        2.1.2 MRD 力学模型
    2.2 MRD 的设计原理
        2.2.1 MRD 的阻尼力计算
        2.2.2 MRD 的磁路设计
    2.3 汽车单出杆MRD 的设计
        2.3.1 MRD 的总体尺寸和材料
        2.3.2 磁流变减振器设计
    2.4 小结
第三章 汽车单出杆磁流变减振器的性能分析与试验
    3.1 单出杆磁流变减振器性能计算与仿真
        3.1.1 MRD 阻尼力与可控倍数的计算
        3.1.2 单出杆MRD 仿真
    3.2 单出杆磁流变减振器台架试验
        3.2.1 试验方案
        3.2.3 试验结果
    3.3 试验与仿真结果比较
    3.4 小结
第四章 半主动悬架自适应变论域模糊控制
    4.1 整车半主动悬架数学建模
    4.2 路面激励数学建模与仿真分析
        4.2.1 路面激励及其频域描述
        4.2.2 路面随机不平度时域模型的建立
        4.2.3 随机路面位移的生成
    4.3 自适应变论域模糊控制
        4.3.1 基于八板块模型的半主动悬架模糊控制系统的设计
        4.3.2 自适应变论域模糊控制
    4.4 仿真比较研究
    4.5 小结
第五章 MRD 半主动悬架鲁棒变论域模糊复合控制
    5.1 鲁棒控制问题及其求解
    5.2 整车数学模型与鲁棒控制策略
    5.3 鲁棒-自适应变论域模糊控制策略
    5.4 仿真研究
    5.5 小结
第六章 磁流变半主动悬架控制试验
    6.1 台架试验
        6.1.1 试验设备
        6.1.2 试验条件
        6.1.3 试验结果分析
    6.2 道路试验
        6.2.1 试验设备与方法
        6.2.2 试验条件
        6.2.3 试验结果分析
    6.3 小结
第七章 总结
    7.1 全文总结
    7.2 工作展望
参考文献
附录A 发表论文与科研
附录B 系统模型状态方程

(4)汽车磁流变液减振器的扰动器设计探讨(论文提纲范文)

1 磁流变液在减振器内部沉降区域分析
2 扰动器在减振器上的运用
    2.1 扰动器的工作原理
    2.2 上扰动器设计
    2.3 下扰动器设计
    2.4 扰动器材料选择
    2.5 工作缸下端的补偿孔设计
3 结束语

四、汽车磁流变液减振器的扰动器设计探讨(论文参考文献)

  • [1]基于变论域模糊控制的轿车平顺性研究[D]. 陈芳芳. 太原科技大学, 2012(12)
  • [2]汽车悬架磁流变阻尼器设计与优化研究[D]. 王洋. 东北林业大学, 2010(03)
  • [3]基于磁流变减振器的汽车半主动悬架设计与控制研究[D]. 陈杰平. 合肥工业大学, 2010(01)
  • [4]汽车磁流变液减振器的扰动器设计探讨[J]. 丁左武,魏民祥,贤振亮. 山东理工大学学报(自然科学版), 2004(06)

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汽车磁流变液减振器扰动器设计探讨
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