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孟凡许博士答辩公告

时间:2020-10-15来源:机电学院点击:213

答辩博士:孟凡许

指导老师:教授/博导

论文题目:磁流变阻尼器建模、辨识及半主动悬架振动控制研究

答辩委员会:

主席:张      教授/博导      中国人民解放军陆军工程大学

委员:杨建刚     教授/博导      东南大学

朱如鹏      教授/博导      南京航空航天大学

臧朝平     教授/博导       南京航空航天大学

      教授/博导       南京航空航天大学

秘书:陆俊华     副教授/硕导     南京航空航天大学

答辩时间2020101814:30

答辩地点:南航明故宫校区15-341

 

学位论文简介:

悬架系统作为车辆结构系统中的关键部件,其功用是缓冲及消减外部激励与车辆工况变化所导致的振动,悬架性能优劣决定了车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性。采用磁流变(MR)阻尼器的半主动悬架系统具有响应迅速、输出阻尼力大且顺逆连续可调、动态范围广以及耗能较低等优良特点,在大多数情况下具有与主动悬架相近的性能,能够极大地改善车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性,近年来成为了车辆振动控制领域中的研究热点。但MR半主动悬架技术还未成熟完善,许多理论与实际应用问题仍需要进一步研究。本文针对两种不同工作模式的MR阻尼器,分别对其结构和工作原理、阻尼特性分析、力学建模以及半主动悬架控制策略等方面进行了相关的研究。

 

论文的主要研究内容包括:

1)探讨了磁流变液的MR效应及流变机理,试验研究了一种挤压式MR阻尼器的动态特性。基于试验测试结果对其进行力学建模,并采用改进的优化算法对模型参数进行辨识。该模型具有较高的精度并验证了其有效性。

2)设计并制作了一种剪切阀式MR阻尼器以提高车辆悬架系统的减振性能。根据Bingham本构方程推导了剪切阀模式下的理论阻尼出力。对该MR阻尼器的力学性能进行了不同激励条件下的试验研究。提出了一种力学模型可准确描述该阻尼器的非线性行为,可为MR阻尼器的控制应用提供了重要参考依据。

3)研究了磁流变半主动悬架系统的智能半主动控制策略并提出改进。首先,建立了1/4车辆半主动悬架的非线性动力学模型;其次,阐述了悬架性能的评价指标。最后,采用提出的控制策略分别对悬架系统进行半主动控制,即在随机路面激励下,对模型进行动态仿真,研究结果验证了以上控制策略能够有效改善半主动悬架性能。

4)在完成上述半主动悬架理论仿真的基础上,设计并搭建了一种半主动悬架系统试验平台;开展了半主动悬架台架试验研究。研究结果验证了提出的控制策略可有效地抑制悬架振动,具有较好的实际应用价值。

 

主要创新点:

1)基于磁流变液的流变特性,提出了一种挤压式MR阻尼器的力学模型并采用改进优化算法完成了模型参数的辨识。该模型具有结构简单、物理量意义明确和精度高等优点。

2)提出了一种改进的剪切阀式MR阻尼器力学模型能够准确描述其动力学特性,可为MR阻尼器在振动控制领域中力学模型的选择提供参考。

3)针对基于MR阻尼器的半主动悬架系统的控制问题,提出了两种改进的半主动悬架控制策略,通过仿真及试验验证了其有效性。该控制策略可以使得悬架系统能够获得更优的控制效果,能进一步降低车辆的振动,有效提高车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。

 

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