基于FOA优化算法的电磁阀式阻尼器悬架研究

来源 :安徽工程大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:li5301251975
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随着科学技术的发展和人们生活质量的提高,人们对车辆行驶安全性、乘坐舒适性以及操纵稳定性等性能的期望变得越来越高。在购置汽车时,消费者对车辆的安全性、舒适性以及智能化体验方面的要求也已然成为必要条件。在汽车结构中,减振系统的性能是人们评价汽车整体性能的指标之一,而悬架系统性能的好坏决定着汽车减振系统性能的优劣。其中,电磁阀式阻尼器半主动悬架系统因结构简单,减振性能可靠,能满足汽车在不同工况下对阻尼力的不同要求,在汽车行业中具有广泛的应用前景。然而,由于缺乏简便有效的车辆行驶路况识别技术,无切实可行的控制规律能使悬架性能达到实时最佳阻尼系数匹配等原因,使得电磁阀式阻尼器半主动悬架系统的发展受到了制约。本文对多路况下的电磁阀式阻尼器半主动悬架及其控制策略进行研究,利用FOA优化算法对悬架系统参数进行寻优来提高悬架系统的减振性能。通过对阻尼器不同工作状态下的阻尼系数和汽车行驶的多级路面随机激励的研究,搭建出能根据行驶路况自动实现阻尼系数分级调节的电磁阀式阻尼器半主动悬架系统仿真模型,并为其设计性能优良的控制器以提高悬架系统的减振性能。研究内容和工作具体如下:(1)以普通双筒充气式液压阻尼器的结构为基础,分析了某款车型电磁阀式阻尼器的工作原理和阻尼器的动力学特性,以电磁阀式阻尼器的基本原理和流体力学相关理论为基础,完成了阻尼器的结构设计并对其主要组成部件进行有限元静力学分析,进而建立了阻尼器在不同工作状态下的数学模型和阻尼特性仿真试验。(2)根据搭建的电液伺服悬架试验系统,完成了阻尼器的台架试验,通过对比仿真试验结果和台架试验结果来分析阻尼器的工作性能和数学模型是否满足要求。(3)根据常规FOA优化算法的基本原理和改进策略,对FOA优化算法提出了优化改进。利用五种经典测试函数来检测改进后的FOA优化算法的寻优效果,进而将改进后的FOA优化算法应用于悬架系统参数寻优,以提高悬架系统的减振性能。(4)以半主动悬架系统为研究对象,对不同路面的随机激励信号和半主动悬架系统基本原理进行研究,建立了半主动悬架数学模型和随机多路况数学模型。基于对开关控制算法的研究,搭建了由开关控制算法控制的半主动悬架系统仿真模型并对其进行多路况仿真试验,用以检测开关控制算法的控制效果,结果表明了所设计的开关控制器能有效提高悬架系统的减振性能。
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