本书围绕车辆半主动悬架在舒适性与安全性之间的性能冲突问题展开研究,从动力学本质揭示其内在约束机理,并以悬架不变点理论为核心构建系统的分析框架。基于不变点特性,提出频分控制法,通过实时识别振动频段并施加相应的阻尼策略,实现悬架多项性能的有效平衡。为了突破传统悬架性能局限,进一步提出复合抑振法,结合半主动悬架与调谐质量阻尼器,显著提升系统的综合减振效果。本书所提方法均经过仿真与试验验证,兼具理论严谨性与工程实用性,为半主动悬架的设计与控制提供了新路径,对提升整车行驶品质与安全具有重要的参考价值。
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2007-2011 吉林大学 农业机械化及其自动化 本科
2011-2013 吉林大学 车辆工程 硕士
2013-2018 吉林大学 车辆工程 博士2018-2019 安波福(中国)科技研发有限公司
2019-2021 清华大学 车辆与运载学院
2021-今 北京理工大学 机械与车辆学院车辆工程,车辆动力学与控制作为通讯作者、第一作者发表论文18篇,其中SCI检索9篇、EI检索9篇。(1)《Energies》客座编辑
(2)《New Energy Exploitation and Application》客座编辑
(3)ICCCR2024会议委员会委员
(4)ICoIV2024技术委员会委员
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 阻尼可调减振器的研究现状 2
1.2.2 可控悬架的研究和应用现状 6
1.2.3 半主动控制算法的研究现状 8
1.2.4 悬架综合性能的研究现状 13
1.3 拟解决的关键问题与技术路线 17
1.4 主要研究内容及结构 19
参考文献 19
第2章 半主动悬架系统建模 30
2.1 引言 30
2.2 路面模型 30
2.2.1 随机路面 30
2.2.2 扫频正弦路面 33
2.2.3 其他路面 36
2.3 阻尼可调减振器建模 37
2.3.1 减振器外特性测试 37
2.3.2 阻尼可调减振器工作原理 39
2.3.3 阻尼可调减振器滞回模型 41
2.3.4 阻尼可调减振器逆模型 44
2.4 车辆模型 48
2.4.1 四分之一车辆模型 48
2.4.2 车辆模型验证 51
2.5 车辆垂向性能频域分析方法 53
2.6 本章小结 55
参考文献 55
第3章 悬架不变点与悬架性能冲突机理 57
3.1 引言 57
3.2 悬架固定不变点 58
3.2.1 固定不变点推导 58
3.2.2 固定不变点仿真分析 60
3.3 被动悬架不变点 61
3.3.1 被动悬架不变点推导 61
3.3.2 被动悬架不变点仿真验证 66
3.4 半主动悬架不变点 67
3.4.1 半主动悬架不变点现象 67
3.4.2 半主动悬架等效线性近似模型 69
3.4.3 半主动悬架不变点表达 71
3.4.4 模型验证 73
3.5 不变点与悬架性能冲突的关系 76
3.5.1 由固定不变点分析悬架性能冲突 76
3.5.2 由被动悬架不变点分析悬架性能冲突 81
3.5.3 由半主动悬架不变点分析悬架性能冲突 84
3.5.4 半主动悬架不变点对减振器优化的启示 87
3.6 本章小结 89
参考文献 89
第4章 考虑不变点约束的半主动悬架频分控制法 92
4.1 引言 92
4.2 半主动控制算法回顾 92
4.2.1 经典半主动控制算法 92
4.2.2 现代半主动控制算法 95
4.2.3 由不变点分析半主动控制算法 97
4.3 频率选择器及频分控制法 99
4.3.1 一阶频率选择器 99
4.3.2 二阶频率选择器 101
4.4 半主动悬架频分控制法仿真分析 105
4.4.1 半主动悬架频分控制法 105
4.4.2 幅频特性分析 106
4.4.3 凸块路面分析 107
4.4.4 等频正弦路面分析 108
4.4.5 综合评价 109
4.5 半主动悬架频分控制法试验 111
4.5.1 试验台设置 111
4.5.2 不变点频率的试验确定 113
4.5.3 试验结果 114
4.6 本章小结 116
参考文献 116
第5章 消除不变点约束的半主动悬架复合抑振法 118
5.1 引言 118
5.2 复合抑振法原理 118
5.2.1 车辆垂向振动能量传递原理 118
5.2.2 复合抑振法结构原理 120
5.2.3 调谐质量阻尼器选型 122
5.3 复合抑振法硬件结构方案与建模 124
5.3.1 布置方案对比与参数选取 124
5.3.2 硬件结构方案 128
5.3.3 半主动调谐质量阻尼器建模 130
5.4 复合抑振法控制器 132
5.4.1 滑模控制方法 132
5.4.2 滑模控制设计 134
5.4.3 控制器稳定性分析 137
5.5 复合抑振法对车辆动力学性能的影响 138
5.5.1 复合抑振法对不变点的影响 138
5.5.2 复合抑振法对车辆综合性能的影响 141
5.6 半主动调谐质量阻尼器开发与测试 144
5.6.1 半主动调谐质量阻尼器样机开发 144
5.6.2 半主动调谐质量阻尼器样机测试 146
5.6.3 半主动调谐质量阻尼器对汽车轻量化的影响 152
5.7 本章小结 153
参考文献 153
第6章 整车仿真与台架试验验证 155
6.1 引言 155
6.2 整车建模与验证 155
6.2.1 七自由度整车建模 155
6.2.2 十一自由度整车模型 157
6.2.3 模型验证 158
6.3 半主动悬架在整车中的应用 160
6.3.1 凸块路面 161
6.3.2 随机路面 164
6.4 半主动悬架试验研究 166
6.4.1 试验台介绍 166
6.4.2 试验台硬件基础 167
6.4.3 传感器安装位置 168
6.4.4 控制与数据采集系统 169
6.4.5 试验结果 170
6.5 本章小结 173
参考文献 174
第7章 总结与研究展望 175
7.1 总结 175
7.2 主要创新点 176
7.3 研究展望 177