被动悬架与主动悬架系统的仿真分析

2018-07-10 21:57:50· 来源：洞云书屋

汽车悬架系统是将车身与汽车车轮物理分离的机构。由于车辆容量的增加，悬架系统的性能大大提高。为了获得良好的悬架系统，Apple yard 和Well Stead （1995）提出了几个性能特点。悬架包括弹簧、减震器和连接车辆与其车轮的连杆系统。在其他意义上，悬架系统是一种将车身与汽车车轮物理分离的机构。车辆悬架系统的主要功能是将传递给乘客的垂直加速度最小化，从而直接提供道路舒适性。

传统的汽车悬架设计已经在三个相互矛盾的标准之间进行折衷，即道路处理、载重和乘客舒适度。悬架系统必须支持车辆，通过操纵提供方向控制，并提供有效的隔离乘客和负载扰动。被动悬架具有通过弹簧储存能量并通过阻尼器消散能量的能力。其参数通常是固定的，用来实现一定程度道路处理，载重和乘坐舒适性。主动悬架系统具有存储、消散和向系统引入能量的能力。它可以根据操作条件而改变其参数。悬架系统有三种类型：被动悬架、半主动悬架和主动悬架系统。传统悬架包括弹簧和阻尼器被称为被动悬架，如果悬架受到外部控制，则称为半主动悬架或主动悬架。

被动悬架系统是一个开环控制系统。它的设计中达到一定的条件。被动悬架的特点，不能通过任何机械部件来调节。被动悬架的问题是，如果阻尼设计太重或悬架太硬，它会将大量的道路输入转移到汽车上。如果阻尼太轻或悬挂太软，它将减少车辆的稳定性，使汽车产生摆动。因此，被动悬架的性能取决于路面状况。

另一方面，主动悬架通过具有力致动器的闭环控制系统，能够获得更好的悬架性能。力致动器是在控制器内部添加机械部件。控制器将从传感器的输入中计算或添加或消耗来自系统的能量。传感器将道路状况数据传给控制器。因此，需要一个主动悬架系统，如图1所示，在系统内部存在一个主动元件，以提供两个条件，从而能够改善悬架系统的性能。

MATHEMATICAL MODELLING OF ACTIVE SUSPENSION FOR QUARTER CAR MODEL
四节车厢模型主动悬架的数学建模

图2中的四分之一汽车模型经常用于悬架分析，因为它简单，可以捕捉全模型的重要特征。模型运动方程是通过在弹簧和不受阻挡的质量上增加垂直力而得到的。大部分四分之一的汽车模型悬架将代表M作为簧载质量，而轮胎和车轴由不受阻挡的质量M示出。弹簧、减震器和放置在弹簧和不受阻挡的质量构件之间的可变力元件。