关键词：悬架系统;;优化设计;;半主动悬架;;控制策略;;操纵稳定性
摘 要：电动汽车具有环保、节能和噪音小等优点,广泛应用于日常生活中,其行驶平顺性和操纵稳定性是最基本的两个性能。相比于传统燃油汽车,电动汽车悬架簧载质量与非簧载质量也有所改变,整车质量变大,因此有必要对悬架系统进行优化设计。此外,控制策略是影响电动汽车行驶平顺性和转向操纵稳定性的关键因素,通过对不同控制策略进行研究以改善悬架性能和转向操纵稳定性,提高乘客的乘坐舒适度和安全性。本文主要进行了以下研究:(1)对悬架三维模型的关键硬点坐标和部件的质量、质心及转动惯量等质量特性参数进行测量提取,根据测量所得参数建立前后悬架仿真分析模型。(2)利用ADAMS/Car进行双轮平行跳动实验,对车轮定位参数、主销偏置量及主销后倾拖距等参数进行分析。选定DOE Response surface的方法创建分析矩阵,选择Full Factorial方法创建设计矩阵,对车轮定位参数进行优化并对优化后的悬架模型进行仿真实验,对比优化前后车轮定位参数及其他参数的变化。(3)以车身垂直加速度、悬架动挠度和轮胎动变形为悬架系统性能的评价标准,建立二自由度1/4悬架模型、四自由度半车悬架模型及七自由度整车模型,用MATLAB建立仿真模型,分析电动汽车在三种不同悬架模型下所表现出的动力学特性。(4)以二自由度1/4悬架模型为基础,对采用PID控制及天棚阻尼控制的半主动悬架进行仿真分析,分别与被动悬架进行对比,分析采用不同控制策略的悬架性能变化,最后对比分析两种不同控制策略的优缺点。(5)以汽车的横摆角速度、质心侧偏角和侧向加速度为分析对象,分析四轮转向汽车和前轮转向汽车在低速和高速行驶过程中所表现出的不同转向特性。最后仿真对比传统前轮转向汽车、比例控制及LQR控制的四轮转向汽车的转向操纵稳定性。
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