液電耦合式車輛可控ISD懸架性能分析與試驗研究

(江蘇大學汽車與交通工程學院，江蘇鎮(zhèn)江，212013)

2002年，SMITH教授提出了慣容器[1]的概念，并將其引入車輛懸架隔振領域，突破了現(xiàn)有懸架框架化的“彈簧—阻尼器”并聯(lián)固有結構的限制，為研究車輛懸架振動控制和隔振技術提供了新的思路和方向。目前，針對車輛ISD懸架的研究主要分為被動ISD懸架網(wǎng)絡結構設計[2-5]和可控ISD懸架研究[6-9]2個方向。對于被動ISD懸架網(wǎng)絡結構設計，SMITH等[10]分析了幾種常見結構形式的應用慣容器的車輛ISD懸架系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)其隔振性能可得到有效提升。杜甫等[11]通過動力學模型與參數(shù)優(yōu)化搭建了多種ISD懸架拓撲結構，發(fā)現(xiàn)ISD懸架在低頻段隔振效果較好。楊曉峰等[12]基于動力吸振理論設計了ISD懸架結構并仿真驗證了該結構優(yōu)良的性能。對于可控ISD懸架研究，汪若塵等[13-14]分別將魯棒控制和模糊控制引入了半主動ISD懸架中，研究結果表明半主動ISD懸架的性能優(yōu)于傳統(tǒng)半主動懸架的性能。CHEN等[15]提出了一種阻尼和慣容器并聯(lián)且同時可調的ISD懸架結構，并將LQR控制引入控制系統(tǒng)，仿真結果表明其減振效果要優(yōu)于傳統(tǒng)的阻尼器可調式半主動懸架。WANG等[16]設計了一種內(nèi)含直流電機的滾珠絲杠慣容器，可以通過電機來調節(jié)慣容器的力輸出，但未深入研究懸架性能的控制問題。以上研究大部分處于元件參數(shù)協(xié)調階段，未能結合ISD懸架特性進行主動協(xié)調控制。為此，本文作者提出一種可進行主動協(xié)調控制的新型液電慣容器裝置，分析其工作原理。建立以車身加速度為控制目標的車輛可控ISD懸架單神經(jīng)元PID控制系統(tǒng)，應用多目標遺傳算法進行控制參數(shù)優(yōu)化，在Matlab中仿真分析其動態(tài)性能。……