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基于整车试验的商用车驾驶室悬置系统半主动控制研究
| 论文题名： | 基于整车试验的商用车驾驶室悬置系统半主动控制研究 |
| 关键词： | 商用车;驾驶室悬置系统;半主动控制器;行驶平顺性 |
| 摘要： | 近些年来，商用车市场在国家政策导向和外部环境需求的刺激下不断扩张，人们对商用车的产品性能要求也与日俱增。商用车在执行物流运输和工程作业时，具有驾驶环境差、工作时间长等特点，持续的恶劣振动往往会影响驾驶员的生理、心理健康，埋下发生交通事故的隐患。驾驶室悬置系统作为联结车架和驾驶室的部件，可以有效衰减驾驶室受到的振动冲击，提升驾驶员的乘坐舒适度，保障整车的经济性和动力性。因此，本文将基于悬置厂商生产的某款被动驾驶室悬置系统，通过理论分析和整车路面试验详细探究其功能特性，并研究将之改进为半主动驾驶室悬置系统。 首先，对试验车的驾驶室进行惯性参数测量试验。驾驶室惯性参数是建立驾驶室悬置系统虚拟样机必不可少的参数，本文采用基于刚体模态频率响应函数的质量线法，测量了驾驶室的质心坐标、转动惯量、惯性积、主转动惯量等惯性参数。 其次，结合国标要求和实际情况，对安装所研究驾驶室悬置系统的整车进行平顺性试验。以整车加权加速度均方根值和悬置各位点的隔振率为评价指标，对该驾驶室悬置系统进行了性能评价。为探究不同阻尼搭配下的悬置性能表现，找出前悬、后悬最适宜的阻尼系数区间，设计了六组不同前后悬阻尼系数搭配的试验，在六组试验中选取整车平顺性表现最优且隔振率最高的阻尼系数搭配作为最优搭配。 然后，基于ADAMS软件建立了驾驶室悬置系统的虚拟样机模型，通过输入实车试验采集的激励信号得到模拟仿真输出信号，在和实际采集输出信号对比后不断精化虚拟样机，确保了虚拟样机的精确性。基于MATLAB/Simulink软件建立轮胎-主悬架-驾驶室悬置整车十自由度振动模型，研究并设计了Smith-PID控制器、模糊自适应PID控制器和BP神经网络PID控制器。 最后，为进一步验证在驾驶室悬置系统中三种半主动控制器的有效性，通过设计联合虚拟样机的方式将被动悬置系统改进为半主动悬置系统。结果表明，相较于被动驾驶室悬置系统，Smith-PID、模糊自适应PID、BP神经网络PID均是有效的半主动驾驶室悬置系统控制算法；在控制效果上，BP神经网络PID和模糊自适应PID最优且效果接近，Smith-PID效果较次。 |
| 作者： | 桂航 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 钟绍华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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