摘 要

天棚阻尼控制是提出最早的一种半主动悬架控制方法。由于其所需测试仪器少，控制算法简单，因而研究最多，也是应用最广的一种算法。单一的天棚阻尼控制策略提高了悬架系统的舒适性，却没有解决操纵稳定性问题，因而，目前的研究重点是改进型的天棚阻尼控制方法。

该文在建立1/4和1/2车辆动力学模型的基础上, 对比研究了天棚控制半主动悬架的动力学性能。利用MATLAB软件中的SIMULINK工具箱对其进行仿真,获得车身加速度时域频域响应特性、轮胎动载荷及悬架动挠度的时域特性,并对仿真结果进行了对比分析，天棚控制半主动悬架的阻尼系数通过估算确定。从所测的结果,半主动悬架有效地改善了汽车的操纵稳定性和行驶平顺性,但其在衰减高频振动上仍存在不足。

关键词：天棚控制;半主动悬架;仿真

Abstract

Ceiling damping control is one of the earliest proposed semi-active suspension control method. Because the little test instrument is required and control algorithm is simple, therefore, the study of it is the most, and it is the most widely used method. Single canopy damping control strategy to improve the comfort of suspension system, but have not solve manipulation stability problem, so, the existing research focus is improved version of the ceiling damping control method.

The dynamic performance of semi-active suspension using sky-hook control is studied. On the basis of founding 1/4 and 1/2 vehicle model MATLAB/SIMULINK is used for simulation. The simulation re-sults are given as body acceleration of time domain and frequency domain, suspension dynamic travel and tire dynam-ic deflection of time domain. The damper coefficient of semi-active suspension using sky-hook control is fixed on by estimating. The comparisons suggest that semi-active suspension can improve vehicle comfortableness and driving stability effectively, but it still has shortage in attenuation ofhigh frequency librations.

KEYWORDS:Sky-hook contro; Semi-active suspension; Simulation

目录

摘要 2

Abstract 3

第一章 绪论 5

1.1 引言 5

1.2 车辆悬架的综述 5

1.2.1 半主动悬架系统结构研究 7

1.2.2半主动悬架的发展 7

1.3 本文研究的内容及意义 9

1.3.1 研究内容 9

1.3.2 研究的意义 10

第二章 悬架的性能分析 11

2.1 概述 11

2.2悬架的性能参数 11

2.2.1对行驶平顺性的影响 11

2.2.2对操纵稳定性的影响 12

2.3悬架的性能评价参数 13

2.3.1车身垂直加速 13

2.3.2悬架动挠度 13

2.3.3轮胎动载荷 13

2.4悬架系统的动力学模型 14

2.4.1概述 14

2.4.2汽车振动模型的化简 14

第三章 车辆模型建立 17

3.1 被动悬架四分之一车辆模型 17

3.2 四分之一车辆半主动悬架模型 18

3.3 二分之一车辆半主动悬架模型 20

3.4 天棚阻尼控制 22

3.5 本章小结 23

第四章 半主动悬架天棚控制系统仿真研究 24

4.1 仿真工具MATLAB/SIMULINK简介 24

4.2 路面激励模型 25

4.2.1路面模型概述 25

4.2.2路面不平度的功率谱 26

4.2.3 计算机仿真产生积分白噪声路面输入 26

4.2.4 路面模型输入参数 27

4.3 四分之被动悬架与四分之一天棚悬架仿真比较分析 28

4.4 二分之一悬架天棚控制仿真与分析 30

4.4.1 二分之一被动悬架 30

4.4.2 二分之一主动悬架 31

4.5本章小结 34

第五章 总结与展望 35

5.1 总结 35

5.2 研究的不足与展望 36

致谢 36

参考文献 37

毕业设计任务书 38

第一章 绪论

1.1 引言

自从世界上的第一辆汽车问世以来，它就迅速的融入到了人们的生活当中;他的规模越来越大，成为了人们出行必不可少的代步工具。随着世界经济、科技水平的提高，人们对汽车的要求也越来越高，因此生产即安全又舒适的高性能汽车成为汽车行业发展的新方向。而悬架作为汽车重要的组成关节，其性能的好坏直接影响汽车的舒适度和安全性。

悬架是经历了被动悬架、主动悬架的演变过程而发展的。但是，因为被动悬架自结构受到了限制，在性能方面表现差;主动悬架的构造复杂、花费较高制造成本，所以到了商业上，并没能得到普遍的应用。所以，人们提出了半主动悬架，他是介于被动悬架与主动悬架之间的，它的结构像被动悬架一样简单、拥有较低的成本，并且主动悬架的良好性能也有，所以，它受到人们的广泛研究。在汽车行业，电子技术正迅速的发展，汽车正在逐渐向智能化、电气化方向发展;半主动悬架是汽车的重要组成部分，它也是往这个方向发展的。因此设计合理的车辆悬架参数和设计良好的控制系统已成为国内汽车领域的热门话题。设计性能优良的控制方法和采取合适的悬架系统，对提高车辆整体性能有着极其重要的意义。

在半主动悬架中，有很多种控制方法,天棚阻尼控制在其中占有非常重要的位置,天棚阻尼控制是主动悬架/半主动悬架经典的控制逻辑,它对悬架的控制方法是簧载质量的垂直振动速度进行反馈。本文通过建立1/2车辆模型，进行计算机仿真，从而分析半主动悬架天棚控制的性能。

1.2 车辆悬架的综述

悬架是车桥与车架之间的所有连接和传力装置的总称。它的主要组成部分是弹性元件、导向机构和减振器。作为汽车的一个重要组成部分：悬架，它连接起了车身和车架与弹性元件。所以，汽车的操纵稳定性行和驶平顺性直接受到其性能的影响，其主要构造如图1.1所示。