【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于懸掛減振，具體涉及一種懸掛系統阻尼調節方法。
技術介紹
1、懸掛系統通常由彈性元件、阻尼元件和導向機構等構成，其功用是承載車體本身及動力傳動系統的重量；傳遞、承受、緩和路面作用于行動機構上的各向反力及所形成的力矩；減輕不平路面激勵對車身造成的沖擊和振動；在保證車輛越野機動性的同時，為上裝系統提供相對穩定的支撐平臺。
2、隨著技術的不斷發展，懸掛技術已經由傳統的線性特性向強非線性轉變，能夠在行程末端成倍提升彈性緩沖力值和動比位能，試驗表明至少可以將車輛的平均越野速度提升30％以上，對于非線性懸掛的代表—油氣懸掛來講，即使是在被動狀態也能使裝備的越野機動性能得到明顯改善，所以，以油氣懸掛作為基礎平臺，進一步開展智能化控制研究就成為了發展的必然。
3、懸掛技術智能控制長期以來存在著半主動和主動控制兩個主流方向，主動控制作為有源懸掛，可以根據路面激勵對作動力進行實時調整，需要消耗大量的發動機功率，國內外學者開展了很多基礎理論研究和試驗驗證；半主動懸掛通常包括阻尼可調、剛度可調和車姿可調等功能，不需要消耗大量的功率，是具有很大發展潛力的可控懸掛系統，更容易進入實用階段。傳統的半主動懸掛大多集中在阻尼可調研究方面，但調節效果有限。因此，需要提出阻尼特性頻域混合控制算法，能夠在全頻域范圍內進行分段控制，在每個頻段確定合理的控制算法，從而達到了行駛平順性及操穩性能同步提升的效果。
技術實現思路
1、(一)要解決的技術問題
2、本專利技術要解決的技術
3、(二)技術方案
4、為解決上述技術問題，本專利技術提供一種懸掛系統阻尼調節方法，所述方法根據分頻段混合控制方法，求解得出簧上質量位移響應的不動點表達式：
5、
6、式中，ω1為簧上質量位移響應不動點1的頻率，rad/s；ω2為簧上質量位移響應不動點2的頻率，rad/s；ω3為簧上質量位移響應不動點3的頻率，rad/s；ms為簧上質量，kg；mu為簧下質量；xs為簧上質量位移，m；xu為簧下質量位移，m；ks為懸掛剛度特性，n/m；ku為車輪剛度特性。
7、其中，ω2和ω3與懸掛剛度ks有關，而與懸掛阻尼cs無關，而ω1與懸掛剛度ks和懸掛阻尼cs均無關，完全由車輪剛度ku和車輪質量mu決定；當激勵頻率ω在ω<ω1或ω2<ω<ω3范圍內時，車體垂直振動加速度傳遞率隨懸掛阻尼的增大而減小，即增大阻尼對懸掛共振的抑制作用尤為顯著；當激勵頻率ω在ω1<ω<ω2或ω>ω3范圍內時，車體垂直振動加速度傳遞率隨懸掛阻尼的增大而變大，會導致車輛行駛平順性變差，這就是被動懸掛系統針對車輛行駛平順性的改善需要折中考慮的原因。
8、其中，求解簧下質量位移響應的頻域不動點表達式為：
9、
10、式中，ω4為簧下質量位移響應不動點4的頻率，rad/s；ω5為簧下質量位移響應不動點5的頻率，rad/s。
11、其中，ω4和ω5與懸掛剛度ks有關，即在此頻率處車輪動變形仍受到懸掛作用力的影響；當激勵頻率ω在ω<ω4或ω>ω5范圍內時，車輪動變形傳遞率隨懸掛阻尼的增大而減小，同樣，增大阻尼有利于抑制車輛的共振；當激勵頻率ω在ω4<ω<ω5范圍內時，車輪動變形傳遞率隨懸掛阻尼的增大而變大，會導致車輛路面附著性變差，說明了被動懸掛系統無法使車輪動變形在整個頻段內整體優化。
12、其中，求解懸掛相對行程的頻域不動點表達式為：
13、
14、其中，ω6為懸掛相對行程不動點4的頻率，rad/s。
15、其中，ω6與懸掛剛度ks和懸掛阻尼cs均無關，說明在這一頻率處，懸掛動行程傳遞率不受懸掛作用力的影響，為一個定值；總體上懸掛動行程隨懸掛阻尼的增大而減小，同樣，增大阻尼有利于抑制車輛共振。
16、其中，所述方法設計如下形式的分頻器：
17、
18、式中：為簧上質量加速度變化率；α為中間變量，其中α＝(2πfcross)2，fcross取第一個不動點頻率
19、假定有其中f＞0，則有其中f為實際輸入頻率，代入公式可得：
20、γ＝((2πf)4-α2)sin2(2πft)
21、由于有α＝(2πf1)2，則當0<f<f1時，有γ<0；而當f>f1時，有γ>0，據此給出一種改進的頻域混合阻尼控制方法，表示為：
22、
23、式中：cf為懸掛可調阻尼值；cfmax為懸掛可調阻尼最大值。
24、其中，所述方法建立車輛懸掛系統綜合性能評價指標：
25、
26、式中，ζ和ξ分別為簧載質量加速度和車輪動位移的權重分配系數，且ζ+ξ＝1，通過模糊控制方法實現對權重分配系數的自適應調整，qrp_p和qrp分別為被動和可控懸掛簧載振動加速度均方根值，qra_p和qra分別為被動和可控懸掛車輪動位移均方根值。
27、其中，所述方法能夠在全頻域范圍內進行分段控制，在每個頻段確定合理的控制算法，從而達到了行駛平順性及操穩性能同步提升的效果。
28、其中，所述方法通過推導懸掛動力學方程，發現了不隨阻尼系數變化的頻域不動點，并進行了解析式推導，通過不動點劃分頻域空間，在每個頻域區間找出加速度振動響應隨阻尼單向變化的規律，從而制定合理的控制算法，達到全頻域振動影響有效抑制的目的，通過與其他控制方法進行對比驗證，具有較為明顯的抑制振動響應的優勢，應用前景廣闊。
29、(三)有益效果
30、與現有技術相比較，本專利技術具備如下有益效果：
31、車輛在隨機路面行駛過程中，涉及的激勵頻域很廣，傳統的最優控制、天棚控制、加速度控制等算法對改善車輛綜合行駛性能的效果有限，本專利技術的方法通過推導懸掛動力學方程，發現了不隨阻尼系數變化的頻域不動點，并進行了解析式推導，通過不動點劃分頻域空間，在每個頻域區間找出加速度振動響應隨阻尼單向變化的規律，從而制定合理的控制算法，達到全頻域振動影響有效抑制的目的，通過與其他控制方法進行對比驗證，具有較為明顯的抑制振動響應的優勢，應用前景廣闊。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，所述方法根據分頻段混合控制方法，求解得出簧上質量位移響應的不動點表達式：
2.如權利要求1所述的懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，其中，ω2和ω3與懸掛剛度ks有關，而與懸掛阻尼cs無關，而ω1與懸掛剛度ks和懸掛阻尼cs均無關，完全由車輪剛度ku和車輪質量mu決定；當激勵頻率ω在ω<ω1或ω2<ω<ω3范圍內時，車體垂直振動加速度傳遞率隨懸掛阻尼的增大而減小，即增大阻尼對懸掛共振的抑制作用尤為顯著；當激勵頻率ω在ω1<ω<ω2或ω>ω3范圍內時，車體垂直振動加速度傳遞率隨懸掛阻尼的增大而變大，會導致車輛行駛平順性變差，這就是被動懸掛系統針對車輛行駛平順性的改善需要折中考慮的原因。
3.如權利要求1所述的懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，求解簧下質量位移響應的頻域不動點表達式為：
4.如權利要求3所述的懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，其中，ω4和ω5與懸掛剛度ks有關，即在此頻率處車輪動變形仍受到懸掛作用力的影響；當激勵頻率ω在ω<ω4或ω>ω5范圍內時
5.如權利要求3所述的懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，求解懸掛相對行程的頻域不動點表達式為：
6.如權利要求5所述的懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，其中，ω6與懸掛剛度ks和懸掛阻尼cs均無關，說明在這一頻率處，懸掛動行程傳遞率不受懸掛作用力的影響，為一個定值；總體上懸掛動行程隨懸掛阻尼的增大而減小，同樣，增大阻尼有利于抑制車輛共振。
7.如權利要求5所述的懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，所述方法設計如下形式的分頻器：
8.如權利要求7所述的懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，所述方法建立車輛懸掛系統綜合性能評價指標：
9.如權利要求8所述的懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，所述方法能夠在全頻域范圍內進行分段控制，在每個頻段確定合理的控制算法，從而達到了行駛平順性及操穩性能同步提升的效果。
10.如權利要求9所述的懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，所述方法通過推導懸掛動力學方程，發現了不隨阻尼系數變化的頻域不動點，并進行了解析式推導，通過不動點劃分頻域空間，在每個頻域區間找出加速度振動響應隨阻尼單向變化的規律，從而制定合理的控制算法，達到全頻域振動影響有效抑制的目的，通過與其他控制方法進行對比驗證，具有較為明顯的抑制振動響應的優勢，應用前景廣闊。
...【技術特征摘要】
1.一種懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，所述方法根據分頻段混合控制方法，求解得出簧上質量位移響應的不動點表達式：
2.如權利要求1所述的懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，其中，ω2和ω3與懸掛剛度ks有關，而與懸掛阻尼cs無關，而ω1與懸掛剛度ks和懸掛阻尼cs均無關，完全由車輪剛度ku和車輪質量mu決定；當激勵頻率ω在ω<ω1或ω2<ω<ω3范圍內時，車體垂直振動加速度傳遞率隨懸掛阻尼的增大而減小，即增大阻尼對懸掛共振的抑制作用尤為顯著；當激勵頻率ω在ω1<ω<ω2或ω>ω3范圍內時，車體垂直振動加速度傳遞率隨懸掛阻尼的增大而變大，會導致車輛行駛平順性變差，這就是被動懸掛系統針對車輛行駛平順性的改善需要折中考慮的原因。
3.如權利要求1所述的懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，求解簧下質量位移響應的頻域不動點表達式為：
4.如權利要求3所述的懸掛系統阻尼調節方法，其特征在于，其中，ω4和ω5與懸掛剛度ks有關，即在此頻率處車輪動變形仍受到懸掛作用力的影響；當激勵頻率ω在ω<ω4或ω>ω5范圍內時，車輪動變形傳遞率隨懸掛阻尼的增大而減小，同樣，增大阻尼有利于抑制車輛的共振；當激勵頻率ω在ω4<ω<ω5范圍內時，車輪動變形傳遞率隨懸掛阻尼的增大而變大，會導致車輛路面附著性變差，說明...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳軼杰，黃龍，鄭鳳杰，鄭冠慧，張亞峰，徐龍，張旭，鞠海潔，何立龍，梁欣，
申請(專利權)人：中國北方車輛研究所，
類型：發明
國別省市：
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