1/4汽车半主动悬架系统的试验方法研究

本文构建了1／4汽车半主动悬架的硬件在环实时仿真试验系统，将S函数编程实现的线性滤波和谐波叠加模拟产生的随机路面激励用于该试验系统中，进行了时间域内路面不平度、磁流变阻尼器、被动悬架和半主动悬架的仿真及试验，采用性能评价指标对悬架性能进行评价，比较优劣。 全文主要内容包括： 一、归纳整理了评价1／4汽车悬架系统性能的两种评价指标：传递函数法性能评价指标和均方根值法(RMS)性能评价指标，并将其应用到悬架系统试验中。 二、分析对比了时间域内路面不平度构建的2种最常用的方法：线性滤波模拟和谐波叠加模拟。利用M-File S函数和C MEX S函数编程，实现了线性滤波模拟和谐波叠加模拟在时间域内路面不平度中的构建，并将编写好的C MEX S函数模块经RTW编译成实时代码后用于半实物实时仿真试验中。 三、利用MathWorks公司的MATLAB、Simulink、RTW(Real-time Workshop)、xPC Target等成套工具所提供的硬件在环实时仿真功能来实现1／4汽车半主动悬架试验系统的构建；对PCL-812PG—D／A驱动程序模块功能进行了扩展；建立了基于Matlab／Simulink的1／4汽车半主动悬架的仿真模型；设计出传感器输入输出信号调理电路和试验台架液压激振系统、磁流变阻尼器控制器的功率放大电路。所构建的试验系统可实现数据采集、实时控制、在线参数调节、时域内路面模型生成和性能指标评价等功能，从而指导控制器的设计辅助控制器的参数整定。 四、进行了1／4汽车悬架系统的传递函数法性能评价指标和均方根值法性能评价指标的仿真分析，为磁流变阻尼器的控制器设计提供分析依据。进行了时问域内路面不平度线性滤波模拟和谐波叠加模拟的仿真对比分析，结果表明谐波叠加模拟的仿真效果和精度较佳。对线性滤波和谐波叠加模拟产生的时间域内路面不平度进行试验验证，试验结果表明实测路面不平度与期望路面不平度相比具有较小的误差、较高的精度，从而为悬架系统的理论分析和试验研究提供时域随机路面模型。利用所构建的汽车悬架试验系统对磁流变阻尼器的工作特性进行试验，并对阻尼器的示功特性进行分析。进行了线性滤波模拟和谐波叠加模拟随机路面激励下的被动悬架和半主动悬架的试验，其中半主动悬架采用模糊控制策略进行控制，并采用性能评价指标对悬架性能进行评价。试验结果表明，采用模糊控制策略的半主动悬架能较好地提高汽车行驶性能，具有良好的应用前景。