理论教育 摩托车及全地形车整车振动控制研究:结果分析

摩托车及全地形车整车振动控制研究:结果分析

时间:2023-10-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:图7.14各种工况下的频响函数图由图7.14 可知,在悬架减振频率10 Hz 以内,天棚阻尼控制、模糊控制和模糊PID 控制均有明显减振效果。表7.5平台处振级由表7.5 可知,3 种控制策略的效果均非常明显,和各种控制策略在频域内的分析结果一致,模糊PID 控制效果最佳,其次是模糊控制,最差的是天棚阻尼控制。

摩托车及全地形车整车振动控制研究:结果分析

考虑到全地形车行驶工况比较恶劣,且兼顾对控制器性能的评价,将仿真的工况定为等速20、40、60 及80 km/h,路面为D 级路面。 仿真时,车辆加速到指定车速,然后稳定行驶。 这里以40 km/h 工况下,后左悬架为例进行说明。

图7.10 为未控制时后左悬架上下方振动加速度,其中F_tire_acc 为悬架下方振动加速度,F_body_acc 为上方振动加速度。 从图7.10 中可知,悬架上方振动加速度有较多的地方超过了下方的加速度,振动较大。

图7.10 未控制时后左悬架上下方振动加速度

图7.11 为天棚阻尼控制时后左悬架上下方振动加速度及控制力,其中F_tire_acc 为悬架下方振动加速度,F_body_acc 为上方振动加速度,F_fd 为控制力。 很明显,控制后悬架上方振动加速度多数地方明显小于悬架下方振动加速度,其振动得到了有效控制,且控制力变化较为合理。

图7.11 天棚阻尼控制时后左悬架上下方振动加速度及控制力

图7.12 为模糊控制时后左悬架上下方振动加速度及控制力,其中F_tire_acc 为悬架下方振动加速度,F_body_acc 为上方振动加速度,F_fd 为控制力。 同样,悬架上方振动加速度得到了有效控制,但控制力变化比天棚控制频繁。

图7.12 模糊控制时后左悬架上下方振动加速度及控制力

图7.13 为模糊PID 控制时后左悬架上下方振动加速度及控制力,其中F_tire_acc 为悬架下方振动加速度,F_body_acc 为上方振动加速度,F_fd 为控制力。 从图7.13 中可知,控制力变化均称,悬架上方振动加速度也得到了有效控制。 另外,加速段控制效果好,说明其控制效果稳定,鲁棒性强。(www.daowen.com)

图7.13 模糊PID 控制时后左悬架上下方振动加速度及控制力

上面仅仅从主观上了解了时域下各个控制策略的情况。 这里,同样以后左悬架40 km/h 工况为例,分析其频响函数特性。 将所得的数据从10 s 开始,对其进行频响函数分析,最后得到的频响函数图如7.14 所示。

图7.14 各种工况下的频响函数图

由图7.14 可知,在悬架减振频率10 Hz 以内,天棚阻尼控制、模糊控制和模糊PID 控制均有明显减振效果。 且从性能上看,模糊PID 控制优于模糊控制,模糊控制优于天棚阻尼控制。

以上从时域和频域客观地评价了3 种控制策略的效果。 下面用客观的角度来分析这3 种控制策略。 因为最终的控制目的是使平台位置(后货架处)的振动尽量小,故以平台处振级进行定量评价。 各种控制策略下平台处振动,见表7.5。

表7.5 平台处振级

由表7.5 可知,3 种控制策略的效果均非常明显,和各种控制策略在频域内的分析结果一致,模糊PID 控制效果最佳,其次是模糊控制,最差的是天棚阻尼控制。 其中,模糊PID 控制策略在各个工况下的控制效果均超过3 dB,效果非常明显。

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