汽车悬架隔振性能混沌评价的思考

目前汽车悬架隔振性能评价方法在数学前提、激励方式、数据分析、表征参数等方面均有不足,本文为了说明汽车悬架隔振性能混沌评价的可能性，给出了本文资助项目的有关研究结果，提供了工程系统隔振性能混沌评价案例，分析了汽车悬架隔振性能混沌评价的动力学基础，设立了汽车悬架隔振性能混沌评价的主要步骤,从而确认了基于混沌理论评价汽车悬架系统隔振性能的可能性.     

磁力负刚度弹簧的汽车悬架非线性特性分析

为了提升汽车被动悬架隔振性能,利用永磁铁间异性相吸的特性,构建了一种用于在汽车悬架中产生负刚度的磁力弹簧。提出了将磁力弹簧增设于汽车被动悬架的隔振器内构成磁力悬架。依据被动悬架相关参数对磁力弹簧的材料、尺寸方面进行了分析选定。同时利用MATLAB/Simulink建立了汽车1/4磁力悬架模型,通过与普通悬架进行对比,分析了磁力悬架在时域、频域下的非线性特性及其传递函数和共振特性。结果表明：在保证系统总刚度大于零的前提下,磁力弹簧的非线性特性能够缩小悬架共振区间,增加悬架隔振效果。且随着非线性程度加深,隔振性能呈非线性增加。     

非线性汽车悬架的混沌特性

通过数值仿真和实验,研究了非线性汽车悬架的混沌特性.建立了路面双频拟周期激励作用下的单自由度汽车悬架模型,通过数值仿真,给出了悬架振动的时间历程曲线、自功率谱密度图形和Poincare截面,从理论上说明汽车悬架振动是混沌的.进行振动实验,获取实验汽车悬架的振动数据,对其计算了一阶固有频率和混沌参数如关联维、Kolmogorov熵和最大Lyapunov指数,从而验证了汽车悬架振动的混沌特征.为汽车悬架的优化设计和建立悬架隔振性能混沌评价新方法提供了理论依据.     

基于F-5103采集系统的汽车悬架隔振性能检测

针对汽车悬架的振动特点,对F-5103数据采集系统进行标定,并通过实车检测,验证标定结果准确、可靠.基于F-5103数据采集系统,对具有钢板弹簧非独立悬架的BJ2020S商用车和具有麦弗逊独立悬架的AUDI100乘用车进行了检测.经幅、频两域分析并提取特征信息,获得了被测汽车前悬架隔振性能参数,如固有频率f0、阻尼比ξ、悬架效率η和左、右悬架效率差△η,绘制了被测汽车前悬架振动信号的自功率谱密度图形,求得了其一阶固有频率处的带中功率△N,得出了被测汽车的前悬架特性并评价了其隔振性能.     

混联汽车悬架系统减振性能分析与优化

为进一步改善汽车悬架的减振性能,对汽车悬架结构及参数进行优化设计.基于机电相似理论,提出一种含有弹簧、阻尼器、惯容器的混联汽车悬架结构,运用多目标遗传算法对汽车悬架减振系统进行参数优化.通过求解动力学方程,在时域内分析了路面脉冲激励下汽车悬架减振系统的振动响应,在频域内分析了参数优化对混联汽车悬架减振性能的影响.研究结果表明,相比于传统汽车悬架,本文所提出的混联汽车悬架结构能够有效降低汽车减振系统的共振峰值,改善汽车悬架的减振性能;相比于初始设计参数,运用多目标遗传算法得到的参数进一步提升了汽车悬架的减振性能.     

汽车悬架振动的混沌特性

建立路面随机激励作用下的单自由度汽车悬架模型,通过数值仿真,给出悬架振动的时间历程曲线、自功率谱密度图形和Poincare截面,从理论上说明悬架振动能够进入混沌状态。采用按压车体法,对越野车B J212、B J2020和轿车MAZ-DA、FORD、TOYOYA、HYUNDAI等进行了振动实验,获取实验汽车悬架的振动曲线,对其计算系统参数如一阶固有频率和阻尼比、混沌参数如关联维、Kolmogorov熵和最大李指数,从而验证了汽车悬架振动的混沌特性。为悬架系统的设计和建立汽车悬架隔振性能混沌评价新方法提供了依据。     

汽车悬架混沌特性的仿真研究

研究具有滞后非线性的单自由度汽车悬架在路面随机激励作用下发生混沌运动的可能性,利用Melnikov方法给出发生混沌运动的临界条件,讨论非线性度系数k2和非线性刚度系数c1、c2等各参数对系统出现混沌的影响,进行数值仿真,给出时间历程曲线、自功率谱密度图形、Poincare截面等,并计算最大Lyapunov指数和关联维数,研究结果表明,汽车悬架振动信号能够进入混沌状态,为进行汽车悬架振动信号的混沌特征参数计算和对汽车悬架隔振性能进行混沌评价提供了理论依据.     

非线性汽车悬架的混沌研究

建立了路面双频拟周期激励作用下的单自由度汽车悬架模型,通过数值仿真,给出了悬架振动的时间历程曲线、自功率谱密度和Poincare截面图,从理论上说明汽车悬架振动是混沌的。分别采用制动法和按压车体法,对越野吉普车和福特、本田、奥迪和马自达轿车进行了振动实验,获取实验汽车悬架的振动数据,对其计算了一阶固有频率和混沌参数如关联维、Kolmogorov熵和最大Lyapunov指数,从而验证了汽车悬架振动的混沌特征,为进行悬架系统设计和悬架隔振性能混沌评价提供了依据。     

新型汽车悬架检测台建模与仿真

针对目前国际上普遍采用的谐振式汽车检测设备 ,建立了汽车不解体时悬架综合性能检测系统理论模型 ,并开发了系统仿真软件 .通过模拟检测分析 ,表明只需检测汽车作用于检测台的压力信号 ,就可以对汽车悬架性能进行有效检测 .该理论模型为我国自行研制该类悬架检测台提供了有效理论手段     

汽车悬架振动的拟脉冲激励试验研究

研究了拟脉冲激励下的汽车悬架振动.给出了汽车悬架拟脉冲激励的机理和试验系统.结合汽车实际运行工况特点,分别采用三角木法和4PLD型汽车制动-悬架隔振效率试验台进行汽车在通过减速带或障碍物和紧急制动两种典型拟脉冲激励工况下的悬架振动试验.获得各工况下的悬架特性曲线,绘制功率谱密度图形,并计算最大Lyapunov指数和关联维数,分析得出不同工况下汽车悬架的振动特性.     

采用AHP-KCA的主动悬架LQG控制器设计

为提高汽车用户的乘坐舒适性,进行基于层次分析法(AHP)和K均值聚类算法(KCA)的主动悬架控制研究.首先建立2自由度主动悬架模型,设计以悬架性能指标为目标函数的线性二次高斯(LQG)控制器;然后,利用AHP求得一组性能指标权值,并根据这组权值在MATLAB软件中得到225组新的权值;最后,在MATLAB/Simulink软件中进行主、被动悬架性能的仿真,通过KCA对权值分类分级.仿真结果表明:与被动悬架相比,采用AHP-KCA结合算法得到的主动悬架性能有所提高,尤其是车辆乘坐舒适性;与仅利用AHP相比,AHP-KCA结合算法进一步提升车辆悬架的性能,证明了其优越性.     

基于非线性模型的汽车空气悬架系统模糊控制研究

文章采用了一种直接把空气弹簧的非线性力放入系统模型中进行分析和计算的方法,在非线性模型上分别施加一般模糊控制和参数自调整模糊控制,并比较两种控制方法对车辆行驶平顺性的影响;运用Mat-lab/Simulink软件对系统进行平顺性分析,其结果发现运用非线性方法更能真实反映车辆在实际行驶中的振动响应情况,而施加参数自调整模糊控制较一般模糊控制能进一步改善车辆行驶平顺性。     

惯性通道式半主动悬架作动器的设计与研究

为了提高作动器减振性能,设计了惯性通道式半主动悬架作动器.建立了力学控制模型,推导出数学模型,求出动刚度、动阻尼和力传递率的表达式.通过改变惯性通道截面积对作动器系统进行动态特性仿真,得到各指标的变化规律.仿真结果表明:所设计的作动器系统减振特性明显,可以为半主动悬架系统提供低频大阻尼力和高频小阻尼力.     

轻型客车前悬架系统实验模态分析

本文介绍了对某轻型客车前悬架系统的实验模态分析方法。应用ＭＯＤＡＬ３．０软件进行参数识别，获得该系统必要的模态参数，为该车的改进提供了原始的试验数据     

基于车辆平顺性的悬架参数优化

为了改善汽车行驶的舒适性,以某轿车为研究对象,以1/4车辆模型为例,建立了系统的动力学模型,并采用主要目标函数法对车辆悬架参数进行优化。仿真结果表明,优化后的车身垂直方向加速度均方根值减小了60%,汽车乘坐舒适性得到了显著的改善。通过仿真分析比较,证明采用此方法进行悬架参数优化对车辆平顺性和乘坐舒适性的改善有良好的效果。     

基于最小二乘递推算法的半主动悬架系统参数辨识

为了减少在实体建模过程中的误差,本文对半主动悬架系统进行参数辨识研究。在对悬架结构进行分析的基础上,基于ADAMS建立了半主动悬架减振控制系统的实体模型。采用最小二乘递推算法对悬架系统各指标参数进行辨识,辨识后的输出响应曲线与MATLAB输出曲线基本吻合。仿真结果表明:最小二乘递推算法可以有效地降低误差值,提高悬架系统实体建模的准确性,对进一步的悬架系统控制策略研究具有非常重要的意义。