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本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述
設(shè)計(jì) (論文)題目
貨車懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
作者所在系別
機(jī)電工程系
作者所在專業(yè)
車輛工程
作者所在班級(jí)
B13142
作 者 姓 名
李京城
作 者 學(xué) 號(hào)
201322353
指導(dǎo)教師姓名
趙秋芳
指導(dǎo)教師職稱
副教授
完 成 時(shí) 間
2017
年
3
月
6
北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制
說(shuō) 明
1．根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述
文獻(xiàn)綜述題目
摘要：懸架作為汽車的重要部件，對(duì)汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性有著直接的影響。通過(guò)對(duì)被動(dòng)懸架、半主動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架的對(duì)比分析，可知采用半主動(dòng)懸架是改善汽車懸架性能的一條新途徑。文中對(duì)汽車懸架的發(fā)展現(xiàn)狀及不同學(xué)者關(guān)于懸架系統(tǒng)運(yùn)用的控制策略作了分析，為進(jìn)一步研究懸架系統(tǒng)提供了一定的理論基礎(chǔ)和參考。
關(guān)鍵詞：懸架系統(tǒng)；平順性；控制策略
Abstract: Suspension as an important part of a car, riding comfort and handling stability of vehicles has a direct impact. Through to the passive suspension, semi-active suspension and active suspension of comparative analysis, it adopts the semi-active suspension is to improve the performance of automobile suspended frame of a new way. In this paper, present situation and the different scholars on the development of automobile suspended frame of suspension system using the control strategy are analyzed, in order to further study suspension system provides a certain theoretical basis and reference
Keyword: Suspension system; Comfort; The control strategy
1前言：
懸架是安裝在車橋和車輪之間用來(lái)吸收汽車在高低不平的路面上行駛所產(chǎn)生的顛簸力的裝置。因此，汽車懸架系統(tǒng)對(duì)汽車的操作穩(wěn)定性、乘坐舒適性都有很大的影響。由于懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在不斷改進(jìn)，其性能及控制技術(shù)也得到了迅速提高。盡管一百多年來(lái)汽車懸架從結(jié)構(gòu)形式到作用原理一直在不斷地演進(jìn)，但從結(jié)構(gòu)功能而言，他都是有彈性元件、減震裝置和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。在有些情況下，某一零部件兼起兩種或三種作用，比如鋼板彈簧兼起彈性元件和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，麥克弗遜懸架中的減震器兼起減震器及部分導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，有些主動(dòng)懸架中的作動(dòng)器澤具有彈性元件、減震器和部分導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能。起作用是傳遞路面作用在車輪和車架上的支撐力、牽引力、制動(dòng)力和側(cè)向反力以及這些力所產(chǎn)生的力矩，并且緩沖和吸收由不平路面通過(guò)車輪傳給車架或車身的振動(dòng)與沖擊，抑制車輪的不規(guī)則震動(dòng)，提高車輛平順性和安全性，減少動(dòng)載荷引起的零部件和貨物損壞。
2懸架系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r
非獨(dú)立懸架早期廣泛應(yīng)用于轎車及轎車意外的其他車型中，由于其可靠性和簡(jiǎn)單的特性，現(xiàn)在還被廣泛的用于轎車的后橋，輕型貨車和越野汽車的后橋，重型貨車的前后橋都采用非獨(dú)立懸架。
獨(dú)立懸架早期只單純用于轎車上，目前大部分輕型貨車和越野汽車為了提高舒適性也開(kāi)始采用獨(dú)立懸架，同時(shí)一些中型卡車及客車為了提高架乘的舒適性和行駛平順性也開(kāi)始采用獨(dú)立懸架，在國(guó)外甚至一些輪式工程機(jī)械如吊車和重型卡車也開(kāi)始采用獨(dú)立懸架。因此對(duì)于獨(dú)立懸架的設(shè)計(jì)技術(shù)，國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了研究，這些研究主要集中在以下幾個(gè)方面：獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)技術(shù)，獨(dú)立懸架參數(shù)對(duì)汽車行駛平順性的影響；獨(dú)立懸架與轉(zhuǎn)向橫拉桿長(zhǎng)度和斷開(kāi)點(diǎn)的確定；懸架彈性元件的設(shè)計(jì)分析；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析；獨(dú)立懸架對(duì)前輪定位參數(shù)的影響；獨(dú)立懸架的優(yōu)化設(shè)計(jì)等。國(guó)外除上述研究外，還進(jìn)入了微觀領(lǐng)域的研究，如用原子力學(xué)顯微鏡觀察懸架材料內(nèi)部聚合體的原子轉(zhuǎn)化情況，研究懸架作為彈性介質(zhì)的流變特性等，從而使得獨(dú)立懸架向著智能化、輕量化、小型化、通用化放心發(fā)展。同時(shí)由于電子、微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得獨(dú)立懸架技術(shù)向著半主動(dòng)、主動(dòng)懸架方向發(fā)展。
隨著汽車工程技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的進(jìn)步，汽車懸架技術(shù)得到廣泛深入和研究?；谡駝?dòng)控制的主動(dòng)、半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的研究和應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展，代表了現(xiàn)代懸架系統(tǒng)發(fā)展的方向。主動(dòng)懸架的概念是由Federspiel Labrosse于1954年提出來(lái)的，首先使主動(dòng)懸架的基本思想和控制律得到完善總結(jié)的是Thompson，他證明了全主動(dòng)懸架系統(tǒng)對(duì)提高車輛性能的作用。20世紀(jì)80年代初，車輛主動(dòng)懸架統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)成果得到了實(shí)現(xiàn)，日產(chǎn)和豐田公司的液力主動(dòng)控制系統(tǒng)，證明主動(dòng)懸架系統(tǒng)可使車輛的整體性能得到很大提高。但因主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗高，其發(fā)展受到一定限制。
70年代初，Rossby和Karnop首先提出了半主動(dòng)懸架的概念。半主動(dòng)懸架比主動(dòng)懸架出現(xiàn)的晚一些，從20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，有關(guān)汽車半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的文獻(xiàn)和研究成果每年都有報(bào)道，比較有影響的學(xué)者有Karnopp、Margolis、Thompson等，他們的研究，極大地豐富了汽車半主動(dòng)懸架的控制理論，有力地推進(jìn)了半主動(dòng)懸架系統(tǒng)在車輛工程中的應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，性能接近于主動(dòng)懸架而受到車輛工程界的廣泛重視。
20世紀(jì)90年代以后，研究的顯著特點(diǎn)是新型智能材料在半自動(dòng)懸架上的應(yīng)用。美國(guó)和德國(guó)研制的以電流變和磁流變體作為工作介質(zhì)的新型半主動(dòng)懸架系統(tǒng)，是一種能自動(dòng)識(shí)別道路狀況的半主動(dòng)懸架系統(tǒng)——自動(dòng)連續(xù)調(diào)節(jié)阻尼控制系統(tǒng)。據(jù)稱，這一系統(tǒng)不僅可以裝配在賽車上，還可以安裝在其他高級(jí)轎車上。
3懸架技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
主動(dòng)懸架控制技術(shù)的發(fā)展最早提出懸架控制方法是天棚阻尼器控制，由于控制算法簡(jiǎn)單，已經(jīng)得到了應(yīng)用。隨著現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，提出了主動(dòng)懸架隨機(jī)最優(yōu)控制方法。與天棚阻尼器控制相比，由于考慮了更多變量的影響，因而控制效果更好。
主動(dòng)懸架記住的發(fā)展預(yù)測(cè)對(duì)比目前各種控制方法，采用控制有效、應(yīng)用較成熟、算法較簡(jiǎn)單、基于預(yù)測(cè)優(yōu)化的參數(shù)估計(jì)自校正控制律是較為理想的選擇。電氣動(dòng)力系統(tǒng)中的直線伺服電機(jī)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，永磁直流直線伺服電機(jī)，其驅(qū)動(dòng)性能優(yōu)于液壓系統(tǒng)，今后將會(huì)取代液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。運(yùn)用點(diǎn)此蓄能原理，結(jié)合參數(shù)估計(jì)自校正控制器，有望設(shè)計(jì)出高性能低功耗的點(diǎn)此蓄能式自適應(yīng)主動(dòng)懸架。采用新型電控技術(shù)，研究和開(kāi)發(fā)一類控制有效、能耗低、造價(jià)合理的汽車懸架系統(tǒng)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。針對(duì)懸架系統(tǒng)的非線性特點(diǎn)，研究適宜的懸架系統(tǒng)電控技術(shù)是汽車懸架系統(tǒng)振動(dòng)性能改進(jìn)的方向。在控制策略方面，針對(duì)不同的問(wèn)題提出了不同的方法。這些控制策略有效地提高了控制性能和汽車行駛的平順性。周繼銘等人采用了四分之一車模型對(duì)天棚阻尼器和主動(dòng)懸架的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析，討論了微分幾何法和反饋線性化法的應(yīng)用。舒紅宇等用一個(gè)簡(jiǎn)單的二自由度的汽車模型對(duì)主動(dòng)懸架進(jìn)行數(shù)值分析，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬用頻率和頻譜響應(yīng)的方法對(duì)振動(dòng)性能進(jìn)行研究。由于阻尼系數(shù)在連續(xù)系統(tǒng)中的變化不如在開(kāi)關(guān)半主動(dòng)懸架系統(tǒng)中那么敏感，所以采用連續(xù)半主動(dòng)懸架能使瞬態(tài)響應(yīng)的穩(wěn)定時(shí)間得以改善。
4結(jié)語(yǔ)
文章綜述了現(xiàn)代汽車懸架系統(tǒng)的分類、國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史和控制策略的研究現(xiàn)狀，可以看出半主動(dòng)懸架介于被動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架之間，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗能低、可靠性較高，性能優(yōu)于被動(dòng)懸架，成本低于主動(dòng)懸架，是一種較為理想和具有較大實(shí)際開(kāi)發(fā)意義的懸架；并對(duì)汽車懸架的發(fā)展現(xiàn)狀以及不同學(xué)者關(guān)于懸架系統(tǒng)運(yùn)用的控制理論與控制策略作了分析，了解其工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)，為懸架控制理論研究和產(chǎn)品提供了一定的理論基礎(chǔ)。
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
指導(dǎo)教師：
年 月 日
專業(yè)教研室審查意見(jiàn)
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
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