1 緒論1

1.1 車輛懸架研究背景1

1.2 車輛智能懸架的類型2

1.2.1 半主動(dòng)懸架3

1.2.2 主動(dòng)懸架5

1.3 智能懸架國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀6

1.3.1 半主動(dòng)懸架研究現(xiàn)狀6

1.3.2 主動(dòng)懸架研究現(xiàn)狀8

1.3.3 控制策略研究現(xiàn)狀10

1.3.4 能量回收研究現(xiàn)狀13

1.4 車輛懸架控制策略簡(jiǎn)介16



2 車輛懸架動(dòng)力學(xué)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(jī)路面輸入模型20

2.3 車輛懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型22

2.3.1 模型簡(jiǎn)化22

2.3.2 1/4汽車二自由度懸架動(dòng)力學(xué)模型24

2.3.3 1/2汽車四自由度懸架動(dòng)力學(xué)模型26

2.3.4 整車七自由度懸架動(dòng)力學(xué)模型27

2.4 本章小結(jié)29



3 車輛電動(dòng)靜液壓主動(dòng)懸架動(dòng)力學(xué)建模及參數(shù)優(yōu)化30

3.1 引言30

3.2 電動(dòng)靜液壓主動(dòng)懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理30

3.3 電動(dòng)靜液壓作動(dòng)器的數(shù)學(xué)模型31

3.3.1 主動(dòng)控制模式下電動(dòng)靜液壓作動(dòng)器的數(shù)學(xué)模型31

3.3.2 隨動(dòng)饋能模式下電動(dòng)靜液壓作動(dòng)器的數(shù)學(xué)模型35

3.4 電動(dòng)靜液壓作動(dòng)器參數(shù)的優(yōu)化37

3.4.1 參數(shù)敏感性分析37

3.4.2 優(yōu)化目標(biāo)及約束條件37

3.4.3 優(yōu)化結(jié)果分析38

3.5 本章小結(jié)39



4 車輛電動(dòng)靜液壓主動(dòng)懸架協(xié)調(diào)切換控制40

4.1 引言40

4.2 主動(dòng)懸架分層協(xié)調(diào)切換控制40

4.2.1 分層協(xié)調(diào)切換控制器設(shè)計(jì)40

4.2.2 主動(dòng)懸架能量平衡條件功率流分析42

4.2.3 主動(dòng)懸架能量平衡條件42

4.2.4 分層協(xié)調(diào)切換控制仿真分析42

4.2.5 結(jié)果分析45

4.3 電動(dòng)靜液壓主動(dòng)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(huán)47

4.3.3 力跟蹤控制內(nèi)環(huán)48

4.3.4 力跟蹤控制仿真51

4.4 電動(dòng)靜液壓主動(dòng)懸架雙滑模控制策略55

4.4.1 雙滑�？刂品桨冈O(shè)計(jì)55

4.4.2 主動(dòng)模式下雙滑�？刂品桨�56

4.4.3 雙滑�？刂品抡娣治�60

4.4.4 失效模式下?tīng)顟B(tài)估計(jì)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(jié)74



5 車輛電動(dòng)靜液壓主動(dòng)懸架時(shí)滯補(bǔ)償控制76

5.1 引言76

5.2 電動(dòng)靜液壓主動(dòng)懸架時(shí)滯產(chǎn)生機(jī)理76

5.3 控制時(shí)滯問(wèn)題解決的策略77

5.3.1 減小時(shí)滯77

5.3.2 時(shí)滯補(bǔ)償策略77

5.4 考慮時(shí)滯的電動(dòng)靜液壓主動(dòng)懸架模型建立79

5.4.1 考慮時(shí)滯的二自由度主動(dòng)懸架模型建立79

5.4.2 電動(dòng)靜液壓作動(dòng)器動(dòng)態(tài)模型建立80

5.5 電動(dòng)靜液壓主動(dòng)懸架時(shí)滯特性分析82

5.5.1 時(shí)滯對(duì)電動(dòng)靜液壓主動(dòng)懸架穩(wěn)定性的影響82

5.5.2 時(shí)滯對(duì)電動(dòng)靜液壓主動(dòng)懸架動(dòng)態(tài)性能的影響84

5.6 電動(dòng)靜液壓作動(dòng)器的內(nèi)模PID控制86

5.6.1 內(nèi)模控制原理86

5.6.2 內(nèi)�？刂破髟O(shè)計(jì)87

5.6.3 內(nèi)�？刂频腜ID控制形式轉(zhuǎn)化89

5.6.4 內(nèi)模PID控制仿真91

5.7 本章小結(jié)95



6 車輛磁流變半主動(dòng)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(diǎn)96

6.2.2 磁流變效應(yīng)97

6.2.3 磁流變液的動(dòng)態(tài)本構(gòu)特性98

6.3 磁流變減振器的工作模式與結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)原理101

6.3.3 饋能式磁流變減振器的結(jié)構(gòu)原理102

6.4 磁流變減振器的力學(xué)模型103

6.4.1 改進(jìn)型磁流變減振器多項(xiàng)式模型104

6.4.2 模型參數(shù)辨識(shí)107

6.5 磁流變半主動(dòng)懸架控制仿真109

6.5.1 磁流變半主動(dòng)懸架模糊控制仿真109

6.5.2 磁流變半主動(dòng)懸架混合天棚控制仿真114

6.6 本章小結(jié)123



7 車輛滾珠絲杠式半主動(dòng)懸架控制124

7.1 引言124

7.2 滾珠絲杠式半主動(dòng)懸架原理與參數(shù)分析124

7.2.1 滾珠絲杠式半主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)原理124

7.2.2 滾珠絲杠作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與工作原理125

7.3 滾珠絲杠作動(dòng)器動(dòng)力學(xué)建模131

7.3.1 并聯(lián)式滾珠絲杠作動(dòng)器動(dòng)力學(xué)模型131

7.3.2 等比傳動(dòng)滾珠絲杠作動(dòng)器動(dòng)力學(xué)模型133

7.4 滾珠絲杠半主動(dòng)懸架仿真分析136

7.4.1 并聯(lián)式滾珠絲杠式半主動(dòng)懸架仿真分析136

7.4.2 并聯(lián)式滾珠絲杠半主動(dòng)懸架控制仿真140

7.4.3 等比傳動(dòng)滾珠絲杠式半主動(dòng)懸架仿真分析143

7.5 本章小結(jié)148



8 車輛直線電機(jī)式主動(dòng)懸架控制149

8.1 引言149

8.2 作動(dòng)器有限元分析149

8.2.1 作動(dòng)器的工作原理149

8.2.2 作動(dòng)器有限元建模152

8.2.3 作動(dòng)器同步速度對(duì)電磁力的影響152

8.2.4 拉伸長(zhǎng)度對(duì)電磁力的影響153

8.2.5 齒槽開(kāi)口系數(shù)對(duì)電磁力的影響153

8.2.6 輸入電壓對(duì)作動(dòng)器響應(yīng)特性的影響155

8.3 作動(dòng)器動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析156

8.3.1 作動(dòng)器模態(tài)分析理論基礎(chǔ)156

8.3.2 非線性接觸剛度理論157

8.3.3 作動(dòng)器主體結(jié)構(gòu)建模159

8.3.4 作動(dòng)器模態(tài)振型圖159

8.3.5 不同F(xiàn)KN值對(duì)作動(dòng)器模態(tài)頻率的影響161

8.3.6 不同F(xiàn)KN值對(duì)形變位移的影響162

8.3.7 不同運(yùn)行速度對(duì)模態(tài)頻率的影響162

8.4 直線電機(jī)式主動(dòng)懸架控制策略仿真163

8.4.1 直線電機(jī)式主動(dòng)懸架的工作原理163

8.4.2 直線電機(jī)動(dòng)力學(xué)建模163

8.4.3 直線電機(jī)控制165

8.4.4 主動(dòng)懸架控制策略170

8.4.5 控制系統(tǒng)仿真分析173

8.5 本章小結(jié)177



9 車輛懸架振動(dòng)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(dòng)懸架能量回收分析與試驗(yàn)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(shè)計(jì)185

9.3.4 饋能式磁流變半主動(dòng)懸架能量回收試驗(yàn)190

9.4 并聯(lián)式滾珠絲杠式半主動(dòng)懸架能量管理系統(tǒng)分析和試驗(yàn)191

9.4.1 能量管理策略191

9.4.2 能量管理系統(tǒng)硬件電路192

9.4.3 分級(jí)調(diào)壓儲(chǔ)能裝置和控制策略設(shè)計(jì)192

9.4.5 儲(chǔ)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(tǒng)設(shè)計(jì)197

9.5.1 能量回收電路設(shè)計(jì)仿真197

9.5.2 懸架饋能回收試驗(yàn)203

9.6 本章小結(jié)206



參考文獻(xiàn)207