在城市交通中,车辆频繁的加速和减速会引起车身俯仰振动,从而导致乘坐不适,甚至晕车。基于粒子群算法的类天棚控制和PID控制,研究一种阻尼连续可调的抗俯仰液压互联悬架系统。建立包含制动系统、轮胎和液压互联悬架系统的半车模型;分析液压互联悬架刚度阻尼特性和阻尼阀孔径对车身俯仰角平顺性的影响;设计类Skyhook和PID控制器,采用粒子群算法整定控制参数;利用Simulink和Amesim联合仿真模拟直线制动工况,分析平顺性优化效果和制动安全性。结果表明,与被动悬架相比,半主动抗液压互联悬架有效地提高车辆的平顺性。

为了探究悬架性能和鞍座结构参数对铰接车辆操纵稳定性的影响,提出了一种在半挂车单轴悬架上应用的抗侧倾液压互联系统.首先建立了半挂车单轴抗侧倾液压互联悬架频域模型并通过侧倾位移传递函数验证了该模型的有效性,同时依据复模态振动理论获得悬架的等效刚度和等效阻尼.在此基础上,建立了包含鞍座特性的铰接车辆耦合液压互联悬架模型实现仿真模拟.结果表明,鞍座刚度参数均不考虑时,该液压互联悬架系统只能单一地提升半挂车的侧倾稳定性;考虑鞍座侧倾刚度参数时,该系统下的牵引车和半挂车的侧倾、横摆稳定性以及整车的协调稳定性均得到提升,且增大鞍座横摆刚度和减小鞍座牵引点至半挂车距离,提升效果愈显著.所得结果为安装液压互联悬架铰接车辆的优化设计提供理论依据.

为了更好兼顾车辆的操稳性和平顺性,提出一种刚度阻尼可调式抗侧倾液压互联悬架系统。该系统在被动式抗侧倾液压互联悬架的基础上增加了一组蓄能器,通过控制电磁阀的开闭和改变可调阻尼阀的节流面积,实现整车的刚度阻尼可调。利用Simulink软件搭建安装刚度可调抗侧倾液压互联悬架车辆动力学模型,搭建刚度可调抗侧倾液压互联悬架系统的实验台架,通过实验验证模型的准确性及可行性,以动力学模型为基础进行液压互联悬架系统参数匹配设计。最后,通过整车的操稳性和平顺性仿真验证了安装该系统的车辆可获得优异的操纵稳定性和平顺性。

完成了安装抗俯仰液压互联悬架(HIS)三轴货车动力学方程的推导。采用自由图法和阻抗传递矩阵方法推导建立耦合机械系统和液压系统的动力学方程,该特征方程以机械系统的位移和速度以及机械与液压耦合边界处的压力作为状态矢量。对比分析HIS对车体恢复力和力矩及车体振动固有频率的影响。结果表明,液压互联悬架HIS系统能够为车体提供较大的抗俯仰力矩。自由振动分析表明,HIS改变了车体垂向和俯仰振荡中心位置,且增加了车体俯仰模态对应的固有频率,同时车体垂向跳动模态对应的固有频率几乎保持不变。

基于牛顿第二定律和传递矩阵法,建立装有抗侧翻液压互联悬架校车全车模型的机液耦合系统动力学方程。完成该非线性系统特征值辨识及模态分析,并对比分析校车安装液压互联悬架前后的动态特性。分析了阻尼阀参数对校车主要模态动态特性关系的影响,结合整车模态匹配策略及阻尼特性需求,提出基于搜索法的阻尼阀参数设计方法,并通过校车动态特性分析验证了该方法的有效性。分析结果表明,抗侧翻液压互联悬架可显著提高车辆的抗侧翻性能,通过合理设计阻尼阀参数可极大改善该耦合系统的阻尼特性。

液压互联悬架(hydraulically interconnected suspension,HIS)系统油缸内泄会直接影响其动态性能,为保证HIS系统的抗侧倾性能,文章提出一种基于电磁阀平衡两侧油路油压的解决方法,并对其控制策略进行分析。首先建立HIS模型,分析油路压力差对电磁阀平衡时间的影响,并进行实验验证;然后采用模糊控制方法实现对电磁阀开闭控制,通过MATLAB/Simulink对车辆行驶状态仿真,验证所提出的控制策略的有效性;最后进行实车试验与仿真结果分析。结果表明,该文提出的电磁平衡阀控制方法能有效平衡油缸内泄造成的两侧油路油压差。

液压互联悬架(hydraulically interconnected suspension,HIS)是一种非线性系统,运用机理分析法建模存在建模精度和速度不可兼得的缺点。为解决上述矛盾,提出了一种基于遗传算法(genetic algorithm,GA)优化的反向传播(back propagation,BP)神经网络对HIS系统进行建模的方法。首先,通过Simulink建立的液压互联悬架模型仿真获取网络的训练数据。其次,使用遗传算法优化BP神经网络的初始权值和阈值;然后,两种建模方法对比验证GABP建模方法优点;最后,通过液压互联悬架台架实验获取实验数据,与神经网络训练结果进行比较分析。结果表明:在垂向模态下,低、中、高3种频率下相对误差百分数分别为4.12%、2.27%、1.51%;在侧倾模态下,低、中、高3种频率下相对误差百分数分别为7.64%、4.07%、4.35%。与机理建模法相比,GABP建模方法兼具较好的建模精度和速度。