發(fā)布時間：2018-07-24 20:44

【摘要】：隨著時代和科技的進步,人們對車輛的行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性提出更高的要求,因此半主動懸架技術受到學術界和工業(yè)界的廣泛關注。磁流變液作為一種新型智能材料,可以在外加磁場作用下,實現(xiàn)液態(tài)和半固態(tài)的快速轉(zhuǎn)化,其轉(zhuǎn)化過程是可控制和可逆的。磁流變液阻尼器根據(jù)磁流變液的特性而設計的,具有響應速度快、可控性好、功耗低和結構相對簡單,輸出力大等優(yōu)點,非常適合在車輛懸架系統(tǒng)中應用。為此,本文設計出新型自饋能磁流變液阻尼器,將其配備在ZL50輪式裝載機懸架系統(tǒng)中,其意義在于通過理論分析和仿真試驗,得出這種磁流變液阻尼器設計原理和方法,從而為早日開發(fā)出節(jié)能降耗和高可靠性的半主動磁流變液懸架系統(tǒng)提供有價值的設計依據(jù)和實施手段。 論文的具體內(nèi)容如下: 第1章,闡述了本課題研究的背景和意義;分別概述了國內(nèi)外磁流變液、磁流變液阻尼器、車輛懸架系統(tǒng)和懸架控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和存在的問題;針對ZL50輪式裝載機懸架系統(tǒng)存在的問題,提出本文的主要研究內(nèi)容。 第2章,著重設計單出桿式的新型饋能磁流變液阻尼器,根據(jù)Bingham力學模型,建立其輸出力的模型。對該新型磁流變液阻尼器的機械結構和磁路進行多目標優(yōu)化設計;對阻尼器的饋能部分即饋能發(fā)電機進行結構設計;在Matlab/simulink中建立該阻尼器的模型,分析其外特性。 第3章,建立正弦路面激勵的數(shù)學模型;簡要介紹懸架系統(tǒng)的性能評價指標;建立裝載機的半主動懸架系統(tǒng)和被動懸架系統(tǒng)模型;判斷半主動懸架系統(tǒng)的穩(wěn)定性,推導出懸架系統(tǒng)的傳遞函數(shù),分析其幅頻特性;分析懸架系統(tǒng)參數(shù)對其響應的影響狀況。 第4章,分析懸架系統(tǒng)可觀測性和可控性。設計了線性二次最優(yōu)控制器、模糊控制器、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制器和饋能控制,在Matlab/Simulink中對此四種控制策略進行仿真分析對比。 最后,對本論文的研究工作和成果進行總結;最后指出本文所存在的不足,并展望下一步的研究工作。
[Abstract]:With the development of the times and science and technology, people put forward higher requirements for vehicle driving stability and ride comfort, so semi-active suspension technology has been widely concerned by academia and industry. As a new intelligent material, magnetorheological fluid (MRF) can realize the rapid transformation of liquid and semisolid under the action of external magnetic field, and the conversion process is controllable and reversible. The magneto-rheological fluid damper is designed according to the characteristics of the magnetorheological fluid. It has the advantages of high response speed, good controllability, low power consumption, relatively simple structure and large output force. It is very suitable for application in vehicle suspension system. In this paper, a new type of magneto-rheological fluid damper with self-fed energy is designed and equipped in the suspension system of ZL50 wheel loader. Its significance lies in the design principle and method of the magneto-rheological fluid damper through theoretical analysis and simulation test. It provides valuable design basis and practical means for the early development of semi-active magnetorheological suspension system with energy saving and high reliability. The main contents of the thesis are as follows: in Chapter 1, the background and significance of the research are described, and the magneto-rheological fluid damper, the magnetorheological fluid damper, and the magneto-rheological fluid damper at home and abroad are summarized respectively. The research status and existing problems of vehicle suspension system and suspension control system, aiming at the existing problems of ZL50 wheel loader suspension system, put forward the main research contents of this paper. In chapter 2, a new type of magneto-rheological fluid damper with single output rod is designed. According to the Bingham mechanical model, the output force model is established. The mechanical structure and magnetic circuit of the new magnetorheological fluid damper are optimized by multi-objective design; the energy fed generator of the damper is designed; the model of the damper is established in Matlab/simulink and its external characteristics are analyzed. In chapter 3, the mathematical model of sinusoidal road excitation is established; the performance evaluation index of suspension system is introduced briefly; the semi-active suspension system and passive suspension system model of loader are established; the stability of semi-active suspension system is judged. The transfer function of suspension system is derived and its amplitude-frequency characteristic is analyzed, and the influence of suspension system parameters on its response is analyzed. Chapter 4 analyzes the observability and controllability of suspension system. The linear quadratic optimal controller, fuzzy neural network controller and energy feedback control are designed. The four control strategies are simulated and compared in Matlab/Simulink. Finally, the research work and results of this paper are summarized, and the shortcomings of this paper are pointed out, and the further research work is prospected.
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH243;TB535.1

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