汽車振動主動控制理論與技術

本書採用理論、仿真與試驗相結合的方法介紹各部分內容，體現了汽車系統動力學、智慧型控制理論及套用、汽車試驗測試等，有助於掌握科學研究方法。2021年10月華中科技大學出版社出版的書籍，作者:寇發榮

基本介紹

• 中文名：汽車振動主動控制理論與技術 
• 作者：寇發榮
• 出版時間：2021年10月
• 出版社：華中科技大學出版社
• ISBN：9787568068444
• 類別：圖書>工業技術>汽車與交通運輸>汽車
• 定價：68.00 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝

內容簡介

本書主要圍繞汽車振動控制、主動懸架理論與技術展開，對汽車主動懸架國內外研究進展進行了系統闡述，研究建立汽車懸架系統數學模型和鍵合圖模型，設計基於EHA汽車主動懸架的天棚控制器、地棚控制器、LQR*優控制器、模糊控制器、參數自調整模糊控制器，並利用MATLAB工具箱對其進行仿真分析；在研製EHA汽車主動懸架物理樣機及試驗系統基礎上，對EHA汽車主動懸架的時滯影響及補償試驗研究，並進行基於EHA主動懸架的整車控制仿真研究分析。

圖書目錄

1 緒論1

1.1 車輛懸架研究背景1

1.2 車輛智慧型懸架的類型2

1.2.1 半主動懸架3

1.2.2 主動懸架5

1.3 智慧型懸架國內外研究現狀6

1.3.1 半主動懸架研究現狀6

1.3.2 主動懸架研究現狀8

1.3.3 控制策略研究現狀10

1.3.4 能量回收研究現狀13

1.4 車輛懸架控制策略簡介16

2 車輛懸架動力學建模與路面模型19

2.1 引言19

2.2 不平路面輸入模型19

2.2.1 階躍路面輸入模型19

2.2.2 正弦路面輸入模型20

2.2.3 隨機路面輸入模型20

2.3 車輛懸架系統動力學模型22

2.3.1 模型簡化22

2.3.2 1/4汽車二自由度懸架動力學模型24

2.3.3 1/2汽車四自由度懸架動力學模型26

2.3.4 整車七自由度懸架動力學模型27

2.4 本章小結29

3 車輛電動靜液壓主動懸架動力學建模及參數最佳化30

3.1 引言30

3.2 電動靜液壓主動懸架系統的結構與工作原理30

3.3 電動靜液壓作動器的數學模型31

3.3.1 主動控制模式下電動靜液壓作動器的數學模型31

3.3.2 隨動饋能模式下電動靜液壓作動器的數學模型35

3.4 電動靜液壓作動器參數的最佳化37

3.4.1 參數敏感性分析37

3.4.2 最佳化目標及約束條件37

3.4.3 最佳化結果分析38

3.5 本章小結39

4 車輛電動靜液壓主動懸架協調切換控制40

4.1 引言40

4.2 主動懸架分層協調切換控制40

4.2.1 分層協調切換控制器設計40

4.2.2 主動懸架能量平衡條件功率流分析42

4.2.3 主動懸架能量平衡條件42

4.2.4 分層協調切換控制仿真分析42

4.2.5 結果分析45

4.3 電動靜液壓主動懸架力跟蹤控制策略46

4.3.1 力跟蹤控制方案46

4.3.2 力跟蹤控制主環47

4.3.3 力跟蹤控制內環48

4.3.4 力跟蹤控制仿真51

4.4 電動靜液壓主動懸架雙滑模控制策略55

4.4.1 雙滑模控制方案設計55

4.4.2 主動模式下雙滑模控制方案56

4.4.3 雙滑模控制仿真分析60

4.4.4 失效模式下狀態估計與切換控制策略65

4.4.5 失效模式下仿真分析69

4.5 本章小結74

5 車輛電動靜液壓主動懸架時滯補償控制76

5.1 引言76

5.2 電動靜液壓主動懸架時滯產生機理76

5.3 控制時滯問題解決的策略77

5.3.1 減小時滯77

5.3.2 時滯補償策略77

5.4 考慮時滯的電動靜液壓主動懸架模型建立79

5.4.1 考慮時滯的二自由度主動懸架模型建立79

5.4.2 電動靜液壓作動器動態模型建立80

5.5 電動靜液壓主動懸架時滯特性分析82

5.5.1 時滯對電動靜液壓主動懸架穩定性的影響82

5.5.2 時滯對電動靜液壓主動懸架動態性能的影響84

5.6 電動靜液壓作動器的內模PID控制86

5.6.1 內模控制原理86

5.6.2 內模控制器設計87

5.6.3 內模控制的PID控制形式轉化89

5.6.4 內模PID控制仿真91

5.7 本章小結95

6 車輛磁流變半主動懸架控制96

6.1 引言96

6.2 磁流變液的組成與特性96

6.2.1 磁流變液的組成及特點96

6.2.2 磁流變效應97

6.2.3 磁流變液的動態本構特性98

6.3 磁流變減振器的工作模式與結構原理100

6.3.1 磁流變減振器的工作模式100

6.3.2 磁流變減振器的結構原理101

6.3.3 饋能式磁流變減振器的結構原理102

6.4 磁流變減振器的力學模型103

6.4.1 改進型磁流變減振器多項式模型104

6.4.2 模型參數辨識107

6.5 磁流變半主動懸架控制仿真109

6.5.1 磁流變半主動懸架模糊控制仿真109

6.5.2 磁流變半主動懸架混合天棚控制仿真114

6.6 本章小結123

7 車輛滾珠絲槓式半主動懸架控制124

7.1 引言124

7.2 滾珠絲槓式半主動懸架原理與參數分析124

7.2.1 滾珠絲槓式半主動懸架結構原理124

7.2.2 滾珠絲槓作動器的結構與工作原理125

7.3 滾珠絲槓作動器動力學建模131

7.3.1 並聯式滾珠絲槓作動器動力學模型131

7.3.2 等比傳動滾珠絲槓作動器動力學模型133

7.4 滾珠絲槓半主動懸架仿真分析136

7.4.1 並聯式滾珠絲槓式半主動懸架仿真分析136

7.4.2 並聯式滾珠絲槓半主動懸架控制仿真140

7.4.3 等比傳動滾珠絲槓式半主動懸架仿真分析143

7.5 本章小結148

8 車輛直線電機式主動懸架控制149

8.1 引言149

8.2 作動器有限元分析149

8.2.1 作動器的工作原理149

8.2.2 作動器有限元建模152

8.2.3 作動器同步速度對電磁力的影響152

8.2.4 拉伸長度對電磁力的影響153

8.2.5 齒槽開口係數對電磁力的影響153

8.2.6 輸入電壓對作動器回響特性的影響155

8.3 作動器動力學模態分析156

8.3.1 作動器模態分析理論基礎156

8.3.2 非線性接觸剛度理論157

8.3.3 作動器主體結構建模159

8.3.4 作動器模態振型圖159

8.3.5 不同FKN值對作動器模態頻率的影響161

8.3.6 不同FKN值對形變位移的影響162

8.3.7 不同運行速度對模態頻率的影響162

8.4 直線電機式主動懸架控制策略仿真163

8.4.1 直線電機式主動懸架的工作原理163

8.4.2 直線電機動力學建模163

8.4.3 直線電機控制165

8.4.4 主動懸架控制策略170

8.4.5 控制系統仿真分析173

8.5 本章小結177

9 車輛懸架振動能量回收179

9.1 引言179

9.2 能量回收可行性分析179

9.3 饋能式磁流變半主動懸架能量回收分析與試驗181

9.3.1 饋能效率分析181

9.3.2 能量回收方案184

9.3.3 饋能回收電路設計185

9.3.4 饋能式磁流變半主動懸架能量回收試驗190

9.4 並聯式滾珠絲槓式半主動懸架能量管理系統分析和試驗191

9.4.1 能量管理策略191

9.4.2 能量管理系統硬體電路192

9.4.3 分級調壓儲能裝置和控制策略設計192

9.4.5 儲能裝置電氣元器件的選型196

9.5 饋能式懸架能量回收系統設計197

9.5.1 能量回收電路設計仿真197

9.5.2 懸架饋能回收試驗203

9.6 本章小結206

參考文獻207

作者簡介

寇發榮，博士，教授，博士生導師。2008年獲西北工業大學工學博士學位。現任西安科技大學機械工程學院副院長。兼任陝西省汽車工程學會常務理事，中國振動工程學會轉子動力學分會理事，中國工程機械學會礦山機械分會理事，陝西省機械工程學會機械設計分會理事，國家自然科學基金同行評議專家，西安科技大學高教兼職研究員，西安科技大學胡楊名師。先後擔任Journal of The Franklin Institude、吉林大學學報、南京理工大學學報、交通運輸工程學報等國內外期刊審稿人。主要研究方向為車輛系統動力學、振動控制與能量回收、新能源智慧型網聯汽車技術等。主講車輛系統動力學、汽車理論、車輛振動學等課程，獲陝西省優秀教學成果獎1項，校級教學科研成果獎6項。主持承擔國家自然科學基金面上項目2項，省部級項目10餘項；發表學術論文100餘篇，其中SCI/EI收錄50餘篇；授權發明專利10餘項。