半主動空氣懸架混雜系統(tǒng)的多模式切換控制研究_江蘇大學博士論文

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1、測試版本分類號：型塹3：3圣UDC：魚2里密級：一一公五編號：[：蘭Z藝堡!里蘭：鄉(xiāng)汪薄大擎博士學位論文半主動空氣懸架混雜系統(tǒng)的多模式切換控制研究指導教師一陳龍夔授一一一一一一作者姓名涯塵垡申請學位級別墁士學科(專業(yè))奎舾工程論文提交日期2Q!三生壘目論文答辯日期至Q!圣生魚且學位授予單位和日期迤苤太堂生且答辯委員會主席陳玉墨塾撞評閱人一二O一三年六月測試版本ClassifiedIndex：U463．33UDC：629Ph．D．DissertationResearchonMulti-modeSwitchingControlofSemi—activeAirSuspensionHybrid

2、SystemByWangShaohuaMajor：VehicleEngineeringSupervisor：Pro￡ChenLongJiangsuUniversityJune，2013測試版本獨創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的內容以外，本論文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果，也不包含為獲得江蘇大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名-夕陽芽2穸『j年㈣{日測試版本學

3、位論文版權使用授權書fIllllllIIIlllIIIIII毓IIIIY2290183江蘇大學、中國科學技術信息研究所、國家圖書館、中國學術期刊(光盤版)電子雜志社有權保留本人所送交學位論文的復印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文。本人電子文檔的內容和紙質論文的內容相一致，允許論文被查閱和借閱，同時授權中國科學技術信息研究所將本論文編入《中國學位論文全文數(shù)據(jù)庫》并向社會提供查詢，授權中國學術期刊(光盤版)電子雜志社將本論文編入《中國優(yōu)秀博碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫》并向社會提供查詢。論文的公布(包括刊登)授權江蘇大學研究生處辦理。本學位論文屬于不保密面。指導教師簽名：≯

4、‘，年嘶佃Ii彳／月．『一／易：年名簽哆眷少讎z文淪位學測試版本摘要與傳統(tǒng)懸架相比，半主動空氣懸架能夠實現(xiàn)車身高度的主動控制和阻尼的自適應調節(jié)，對于改善車輛在行駛過程中的乘坐舒適性、行駛安全性以及燃油經(jīng)濟性有著重要作用，已成為汽車工程界的研究熱點。隨著空氣彈簧和可調阻尼減振器研究的日益成熟，控制系統(tǒng)的設計已經(jīng)成為實現(xiàn)半主動空氣懸架控制功能要求、提高半主動空氣懸架自適應能力的瓶頸和關鍵。本文以變阻尼與變車身高度集成的某空氣懸架轎車為研究對象，通過分析系統(tǒng)的工作原理和運行狀態(tài)，將非線性的半主動空氣懸架綜合為包含懸架系統(tǒng)自身物理特性所約束的連續(xù)動態(tài)過程行為和多工況使fl,-．／失能切換輸入、

5、多工況控制輸出等離散動態(tài)行為的集合。根據(jù)這兩類不同性質行為之問的相互混合和相互影響，本文的主要內容將圍繞半主動空氣懸架控制策略的設計、半主動空氣懸架混雜系統(tǒng)動態(tài)行為分析及其控制等工作進一步展開。構建半主動空氣懸架混雜系統(tǒng)。分析了半主動空氣懸架的控制模式和性能特點，進行了半主動空氣懸架混雜特性的解析和研究，將半主動空氣懸架的阻尼控制過程描述為一類混雜系統(tǒng)，引入混雜系統(tǒng)理論，構建了半主動空氣懸架混雜系統(tǒng)功能模型結構和實現(xiàn)模型結構，為半主動空氣懸架混雜系統(tǒng)的控制奠定基礎。確定半主動空氣懸架的控制模式與切換參數(shù)。根據(jù)半主動空氣懸架混雜系統(tǒng)的控制特點，對其進行了多模式切換控制研究。將車身高度分為

6、“高位、中位和低位”三種控制模式，并根據(jù)車輛的行駛路面與車速變化確定各個模式之間的切換參數(shù)?？紤]車身高度控制與阻尼自適應調節(jié)之間的耦合關系，提出以車身高度切換優(yōu)先為原則，將車身高度控制與阻尼控制解耦，并采用模糊控制算法實現(xiàn)三種車身高度間的穩(wěn)定性調節(jié)。針對轉向工況下不進行車身高度調節(jié)的特點，增加了轉向工況控制模式。測試版本江蘇大學博士學位論文：半主動空氣懸架混雜系統(tǒng)的多模式切換控制研究設計半主動空氣懸架混雜系統(tǒng)局部控制器。根據(jù)懸架的偏頻特性確定空氣彈簧的可調高度，并在此基礎上建立包含空氣彈簧非線性的半主動空氣懸架整車動力學模型，針對直線行駛工況下不同車身高度所反映的阻尼控制目標不同，分別

7、設計了相應的阻尼力模糊PID控制算法，同時進行了轉向工況下的基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的阻尼力控制研究，對局部控制器的性能進行仿真分析，驗證了控制算法的有效性。提出了半主動空氣懸架混雜系統(tǒng)切換監(jiān)督控制方法。建立了半主動空氣懸架多工況性能評價指標體系，分析了系統(tǒng)無監(jiān)督切換控制性能。針對系統(tǒng)在切換過程由于局部控制器輸出躍變引起的失穩(wěn)和振蕩，基于模糊理論設計了混雜系統(tǒng)切換過程監(jiān)督控制器，通過對局部控制器的輸出進行加權和得到系統(tǒng)的最終控制輸入，從而實現(xiàn)半主動空氣