車輛蓄能半主動懸架系統工作機理與智慧型控制研究

《車輛蓄能半主動懸架系統工作機理與智慧型控制研究》是依託江蘇大學，由汪若塵擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：車輛蓄能半主動懸架系統工作機理與智慧型控制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：汪若塵
• 依託單位：江蘇大學

項目摘要

研究車輛蓄能半主動懸架組成框架、工作原理、控制策略及與整車匹配理論問題。為緩衝和衰減全頻域範圍內由路面不平度引起的衝擊和振動，突破傳統懸架的結構局限性，基於機電相似性隔振原理，構建一種車輛蓄能半主動懸架，套用復域機械阻抗法，建立車輛蓄能半主動懸架數學模型，突破蓄能半主動懸架建模瓶頸，利用多體建模理論，分析蓄能半主動懸架與整車之間的相互關係、協調機理及對整車動力學控制的作用，最佳化蓄能半主動懸架系統的結構參數及參數的組合形式，提出系統性能的綜合評價指標和控制策略，將車輛行駛平順性和安全性問題描述為適合分析與綜合的控制問題，構建蓄能半主動懸架智慧型控制系統和故障診斷系統，解決與其它電控單元的信息融合問題，通過蓄能半主動懸架性能匹配及與整車性能協調研究，完成從動態建模、數據的實時獲取到專家系統推理決策的全過程，以提高車輛的乘坐舒適性、行駛安全性及整車綜合性能，為汽車底盤智慧型化控制提供新的理論和方法。

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結題摘要

本項目在國家自然科學基金委的資助下，主要開展了車輛蓄能半主動懸架組成框架、工作原理、控制策略及與整車匹配研究工作。主要工作有：1）套用“蓄能器-彈簧-質量”系統反共振現象，將被隔離質量的共振轉換為蓄能器的共振，把天棚與地棚阻尼吸收被隔離質量的振動能量，轉化為吸收蓄能器的振動能量，發明了被動天棚和地棚阻尼隔振系統；2）闡述了蓄能器的概念與原理，系統地研究了蓄能器的數學模型及其與整車匹配，揭示了蓄能器的本質特徵，研製了多種結構蓄能器，為蓄能懸架系統研究提供了依據；3）提出了一種理想天棚阻尼的被動實現方法，解決了理想天棚阻尼要求阻尼元件與慣性參考系相連的技術難題。將理想天棚阻尼的被動實現方法延伸到理想地棚阻尼的被動實現上，用阻抗分析的方法建立了被動天棚、地棚及其混合阻尼隔振系統模型，從理論上檢驗了理想天棚、地棚及其混合阻尼被動實現方法的正確性；4）對眾多的蓄能懸架結構進行最佳化，尋找以舒適性為導向的蓄能懸架結構，將R—L—C電路網路的正實綜合方法運用到蓄能懸架振動網路中，將求解懸架結構的問題轉化為求解正實魯棒控制器的問題，然後將求得的控制器的阻抗傳遞函式由彈簧、阻尼和蓄能器三種無源元件物理實現出來；5）建立了混合阻尼懸架的整車模型，分析了懸架的頻響特性及動態性能，設計了蓄能半主動懸架智慧型控制策略，通過仿真分析，驗證蓄能半主動懸架智慧型控制的正確性、有效性及可行性；6）設計了蓄能懸架原理樣機，並將其安裝於試驗車輛，進行了試驗研究。項目研究期間，取得了系列創新性成果，形成了多項自主智慧財產權。在國內外主要刊物發表、待發表或國際學術會議宣讀相關論文15篇，已有10多篇被SCI、EI、ISTP收錄；申報PCT發明專利1項，發明專利11項；實用新型專利1項。已培養博士生3名，其中獲得學位1人，在讀2人；碩士生5名，其中獲得學位1人，在讀4人。