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基于LMS的重卡驾驶室空气弹簧悬置系统分析
1
作者 张长江 薛晶 《机械制造与自动化》 2025年第2期294-298,共5页
为了提高车辆的平顺性,研究基于LMS的重卡驾驶室空气弹簧悬置系统。利用LMS Virtual.Lab Motion软件建立驾驶室悬置系统的多体动力学有限元模型,提出基于LMS Motion TWR混合路谱的方法并进行仿真,分析各相关参数对系统平顺性的影响程度... 为了提高车辆的平顺性,研究基于LMS的重卡驾驶室空气弹簧悬置系统。利用LMS Virtual.Lab Motion软件建立驾驶室悬置系统的多体动力学有限元模型,提出基于LMS Motion TWR混合路谱的方法并进行仿真,分析各相关参数对系统平顺性的影响程度。通过分析驾驶室悬置系统刚度、阻尼参数对振动的影响,对悬置和座椅之间的阻尼橡胶衬套阻尼及动态刚度进行联合匹配,并研究相关参数对整车平顺性的影响。通过采用现代设计方法提高仿真结果的精度,为重卡驾驶室悬置系统的前期开发设计和相关参数对性能影响的分析提供了一种研究方法。 展开更多
关键词 卡车 平顺性 驾驶室 悬置系统 LMS 空气弹簧
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空气弹簧内部压缩气体热迟滞等效力学模型 被引量：1
2
作者 陈俊杰 徐进嫄 +1 位作者 沈钰杰 吕辉 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1294-1301,共8页
空气弹簧内部压缩空气的热交换效应导致其力学特性具有较强的热迟滞性和频率相关性。本文建立了一种热迟滞等效力学模型来描述空气弹簧内部压缩气体的能量交换过程。结合橡胶气囊模型,构建了涵盖橡胶气囊迟滞和压缩空气热迟滞的空气弹... 空气弹簧内部压缩空气的热交换效应导致其力学特性具有较强的热迟滞性和频率相关性。本文建立了一种热迟滞等效力学模型来描述空气弹簧内部压缩气体的能量交换过程。结合橡胶气囊模型,构建了涵盖橡胶气囊迟滞和压缩空气热迟滞的空气弹簧迟滞力学特性模型,并给出了模型关键参数的辨识方法。实验表明空气弹簧力学迟滞环和动刚度最大误差分别小于3.3%和6.7%,验证了迟滞力学特性模型的准确性。最后,揭示了压缩空气热迟滞随频率变化的内在规律。研究结果为查明空气弹簧的迟滞非线性机理及其有效利用提供了理论支撑。 展开更多
关键词 压缩空气 热交换效应 迟滞特性 频率相关性 空气弹簧
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基于能耗预测的空气悬架高度控制技术 被引量：1
3
作者 李任平 刘侃 +2 位作者 王里达 雷羿含 王森波 《制造业自动化》 2024年第7期25-34,共10页
针对空气悬架系统高度调节过程中由于系统惯性易出现超调震荡,导致控制阀高频开关,进而引发能源浪费的问题,基于压缩气体有效能理论和能量守恒定律,提出了一种基于能耗预测与PI结合的悬架高度控制方法,以实现对空气悬架高度的快速精确... 针对空气悬架系统高度调节过程中由于系统惯性易出现超调震荡,导致控制阀高频开关,进而引发能源浪费的问题,基于压缩气体有效能理论和能量守恒定律,提出了一种基于能耗预测与PI结合的悬架高度控制方法,以实现对空气悬架高度的快速精确控制。首先,基于空气弹簧数学模型和测试数据,结合AMEsim软件建立了四分之一空气悬架系统仿真模型,并通过试验验证了模型的准确性。其次,提出了空气悬架高度控制理想能耗计算方法,然后,设计了基于理想能耗的高度控制器,提出了一种新的先以储气罐气压后以空气悬架高度为控制目标的二阶段控制策略,最后通过四分之一空气悬架系统半实物仿真平台实验验证了该控制策略的有效性和优越性。 展开更多
关键词 空气悬架 能量消耗 高度控制 节能
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宽温域乘用车空气弹簧动力学建模与控制 被引量：2
4
作者 周恩临 何梦圆 +2 位作者 赵启航 何智成 黄晋 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1489-1500,共12页
目前,空气悬架在不同的车型上的装配比例越来越高,然而,整车性能的空气悬架匹配主要基于定常温下开展,很少考虑宽温域下空气悬架的控制性能。针对宽温域服役范围下乘用车的空气悬架高度控制问题,本文从空气弹簧的静态特性入手,提出了一... 目前,空气悬架在不同的车型上的装配比例越来越高,然而,整车性能的空气悬架匹配主要基于定常温下开展,很少考虑宽温域下空气悬架的控制性能。针对宽温域服役范围下乘用车的空气悬架高度控制问题,本文从空气弹簧的静态特性入手,提出了一种宽温域空气弹簧的表征模型,并模拟乘用车在非运动状态下悬架系统高度控制进行了仿真与试验,实现了车辆在宽温域下的服役性能提升。首先,通过不同温度的试验数据建立了宽温域空气弹簧模型,充分考虑了温度对橡胶以及气体的影响。其次,提出了一种基于在线线性二次调节器法(LQR)的空气悬架控制算法,该模型考虑了温度对气囊参数的影响规律。最后,在宽温域条件下验证控制器的鲁棒性。仿真与试验结果表明,考虑宽温域服役的新型控制器能实现车身高度达到目标高度并且避免出现振荡,具有良好的稳定性和鲁棒性。 展开更多
关键词 空气悬架 宽温域 在线线性二次调节器法 高度控制
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空气弹簧结构优化及仿真验证思路 被引量：1
5
作者 殷吕 夏静云 +1 位作者 徐永高 陈丽 《农业装备与车辆工程》 2024年第7期87-89,共3页
针对空气弹簧在结构设计中存在的不合理现象,为减少样件试制过程中的浪费,有效降低设计及制造成本,采用空气弹簧有限元仿真及优化方法,对结构件(活塞、卡箍)、弹性件(如囊皮)等进行仿真优化,以满足输入参数的要求。根据载荷传递能力、... 针对空气弹簧在结构设计中存在的不合理现象,为减少样件试制过程中的浪费,有效降低设计及制造成本,采用空气弹簧有限元仿真及优化方法,对结构件(活塞、卡箍)、弹性件(如囊皮)等进行仿真优化,以满足输入参数的要求。根据载荷传递能力、振动吸收能力、疲劳寿命和耐高温性能等方面的仿真,实现了性能参数及结构的优化,形成空气弹簧仿真思路及方法,以达到空气弹簧设计目标。建立整车模型模拟车辆在不同路况下的行驶情况,对模型进行加载实验,模拟车辆加速和制动时的力和位移变化,并结合车辆动力学原理,对空气弹簧的行车稳定性、乘坐舒适性进行分析,得出整车仿真思路。通过以上完整的仿真、模拟思路,以期达到缩短研发周期,降低试制、试验成本、提高研发效率的目的。 展开更多
关键词 空气弹簧 结构优化 仿真验证 行车稳定性 颠簸感
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空气弹簧动力学特性参数分析 被引量：58
6
作者 李芾 付茂海 黄运华 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期276-281,共6页
基于热力学及流体力学理论,建立空气弹簧的物理模型,导出其计算的统一数学表达式,提出了确定空气弹簧参数的计算方法,并对影响空气弹簧性能的主要因素进行了分析。结果表明,空气弹簧气囊外形及材料特性、附加气室容积和节流孔直径是影... 基于热力学及流体力学理论,建立空气弹簧的物理模型,导出其计算的统一数学表达式,提出了确定空气弹簧参数的计算方法,并对影响空气弹簧性能的主要因素进行了分析。结果表明,空气弹簧气囊外形及材料特性、附加气室容积和节流孔直径是影响空气弹簧性能的主要因素。 展开更多
关键词 空气弹簧 动力学特性参数 热力学 流体力学 气囊 附加气室 节流孔 车辆
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车用空气弹簧力学性能仿真及试验研究 被引量：14
7
作者 袁春元 周孔亢 +2 位作者 王国林 安登峰 吴琳琪 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期38-42,共5页
车用空气弹簧工作过程中产生几何、材料、接触三重非线性,用传统的经验公式难以准确预测其非线性力学性能。近年来,随着非线性有限元理论和计算机的发展,用有限元法预测车用空气弹簧力学性能成为可能。该文以某一汽车悬架用空气弹簧为... 车用空气弹簧工作过程中产生几何、材料、接触三重非线性,用传统的经验公式难以准确预测其非线性力学性能。近年来,随着非线性有限元理论和计算机的发展,用有限元法预测车用空气弹簧力学性能成为可能。该文以某一汽车悬架用空气弹簧为研究对象,采用Mooney-Rivlin模型模拟橡胶、Rebar模型模拟帘线、刚体模拟缘板和活塞等方法建立其有限元模型,导入非线性有限元软件ABAQUS进行力学性能数值计算。为了验证计算结果的可靠性,在Instron 8800电液伺服系统台架上进一步测试了该弹簧力学性能,结果分析表明计算值与试验值比较吻合,因此,非线性有限元为车用空气弹簧力学性能预测提供了一种经济实用的方法。 展开更多
关键词 车用空气弹簧 力学性能 仿真 非线性有限元法 ABAQUS
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空气弹簧力学模型与特性影响因素分析 被引量：41
8
作者 郑明军 陈潇凯 林逸 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期10-14,共5页
刚度特性、频率特性和阻尼特性直接影响空气弹簧的隔振性能。利用工程热力学理论,建立了有、无附加气室空气弹簧的力学模型,推导出空气弹簧刚度与频率的数学表达式,并对影响空气弹簧特性的主要因素进行了分析。研究结果表明:空气弹簧具... 刚度特性、频率特性和阻尼特性直接影响空气弹簧的隔振性能。利用工程热力学理论,建立了有、无附加气室空气弹簧的力学模型,推导出空气弹簧刚度与频率的数学表达式,并对影响空气弹簧特性的主要因素进行了分析。研究结果表明:空气弹簧具有明显的非线性特性,在外载荷变化大时,自振频率基本保持不变;空气弹簧的工作气压、有效面积变化率、工作容积、工作状态及节流孔直径是影响空气弹簧性能的主要因素。 展开更多
关键词 空气弹簧 力学模型 刚度特性 频率特性 影响因素
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半主动空气悬架Fuzzy-PID控制 被引量：25
9
作者 杨启耀 周孔亢 +2 位作者 张文娜 徐兴 袁春元 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期24-29,共6页
针对空气悬架控制中的问题,采用Fuzzy-PID复合控制技术,即把模糊推理运用于PID参数的整定,对半主动空气悬架加以研究。设计了Fuzzy-PID控制器,用于半主动空气悬架1/4车辆模型控制的Matlab/Simulink仿真模拟和台架试验。仿真模型中借助S... 针对空气悬架控制中的问题,采用Fuzzy-PID复合控制技术,即把模糊推理运用于PID参数的整定,对半主动空气悬架加以研究。设计了Fuzzy-PID控制器,用于半主动空气悬架1/4车辆模型控制的Matlab/Simulink仿真模拟和台架试验。仿真模型中借助S函数和Fuzzy Inference System Toolbox构建Fuzzy-PID模块,仿真结果表明:与传统的PID控制仿真比较,该控制策略下的半主动空气悬架能降低簧上质量加速度和悬架动行程,具有较好的鲁棒性,使车辆平顺性有一定程度的提高。台架试验与仿真结果基本吻合。 展开更多
关键词 车辆 半主动空气悬架 模糊PID控制
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空气弹簧悬架的振动模型和刚度特性研究 被引量：22
10
作者 尹万建 杨绍普 +1 位作者 申永军 郭京波 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期71-74,共4页
提出了带有附加气室的空气弹簧的力学模型,建立了空气弹簧在汽车悬架中的数学模型.分析了空气弹簧的刚度特性,对其求解进行了简化,利用多尺度法对空气弹簧在正弦激励下的主共振响应进行了计算,得到了幅频响应关系.通过研究得到空气弹簧... 提出了带有附加气室的空气弹簧的力学模型,建立了空气弹簧在汽车悬架中的数学模型.分析了空气弹簧的刚度特性,对其求解进行了简化,利用多尺度法对空气弹簧在正弦激励下的主共振响应进行了计算,得到了幅频响应关系.通过研究得到空气弹簧的振动过程中介于两种简化的力学模型之间,且呈现较强的非线性特点. 展开更多
关键词 悬架 空气弹簧模型 多尺度法 主共振
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电控空气悬架充放气的动态建模及特性仿真 被引量：15
11
作者 徐兴 陈照章 +1 位作者 黄俊明 李仲兴 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1225-1228,共4页
为了获得电控空气悬架充放气过程的动态特性,结合变质量系统的热力学过程和车辆动力学方程,建立了电控空气悬架充放气的动态模型,考虑到充放气过程的非线性,采用Matlab/Simulink搭建模型并对进行特性仿真。研究表明充放气过程可细分为... 为了获得电控空气悬架充放气过程的动态特性,结合变质量系统的热力学过程和车辆动力学方程,建立了电控空气悬架充放气的动态模型,考虑到充放气过程的非线性,采用Matlab/Simulink搭建模型并对进行特性仿真。研究表明充放气过程可细分为变质量开口系统和电磁阀关闭后的闭口系统平衡过程,后者也是造成空气悬架客车高度切换时"过充"和"过放"现象的原因。通过仿真分析获得不同充放气时间和不同悬架参数(载荷、减振器阻尼)对充放气过程的影响规律,尤其减振器阻尼对系统稳定性影响较大,这为空气悬架高度控制策略的制定提供了依据。 展开更多
关键词 客车 电控空气悬架 变质量系统 充放气 动态建模 仿真
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汽车用空气弹簧悬架系统综述 被引量：49
12
作者 张建文 庄德军 +2 位作者 林逸 王望予 刘宏伟 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期151-155,共5页
空气弹簧具有非线性弹性特性 ,可将其特性曲线设计成理想形状。安装有空气悬架的汽车振动频率低 ,车轮动载荷小 ,可以获得良好的行驶平顺性、操纵稳定性和行驶安全性 ,减小高速行驶车辆对路面的破坏。空气悬架可以保持汽车车身高度不变 ... 空气弹簧具有非线性弹性特性 ,可将其特性曲线设计成理想形状。安装有空气悬架的汽车振动频率低 ,车轮动载荷小 ,可以获得良好的行驶平顺性、操纵稳定性和行驶安全性 ,减小高速行驶车辆对路面的破坏。空气悬架可以保持汽车车身高度不变 ,并可根据需要进行车身高度调节等特点。本文就汽车空气弹簧悬架的发展过程 ,空气悬架系统的特点 ,对整车和高速公路路面的影响 ,以及其结构型式和优缺点进行分析。 展开更多
关键词 汽车空气悬架 综述
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空气弹簧悬架系统在强迫振动下的动力学分析 被引量：22
13
作者 尹万建 韩鹰 杨绍普 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期117-121,共5页
利用非线性动力学的方法研究了空气弹簧悬架的非线性动力学特性。通过空气热力学方程和试验得出空气弹簧的刚度特性,对单自由度1/4车辆模型只考虑车辆的垂向运动,得到其振动方程,并研究在单频正弦激励情况下的主共振,利用平均法得到了... 利用非线性动力学的方法研究了空气弹簧悬架的非线性动力学特性。通过空气热力学方程和试验得出空气弹簧的刚度特性,对单自由度1/4车辆模型只考虑车辆的垂向运动,得到其振动方程,并研究在单频正弦激励情况下的主共振,利用平均法得到了一次近似解及幅频关系。利用奇异性理论分析其分岔集,可知系统为叉形分岔的普适开折。结果表明:激励幅值与非线性刚度是影响空气弹簧悬架非线性特性的主要因素,且非线性刚度中只有立方非线性起作用。 展开更多
关键词 汽车工程 空气弹簧悬架 平均法 主共振 分岔与奇异性
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基于激振法的空气弹簧垂向刚度和阻尼特性研究 被引量：16
14
作者 贺亮 周永清 朱思洪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期167-170,共4页
以Firestone公司的1T15M-2型膜式空气弹簧为基础,与容积为22L的附加空气室构成带附加空气室空气弹簧。采用激振法研究了当空气弹簧与带附加空气室之间安装有孔口连续调节装置时,系统的振幅放大率和加速度稳态响应随激振频率和节流孔面... 以Firestone公司的1T15M-2型膜式空气弹簧为基础,与容积为22L的附加空气室构成带附加空气室空气弹簧。采用激振法研究了当空气弹簧与带附加空气室之间安装有孔口连续调节装置时,系统的振幅放大率和加速度稳态响应随激振频率和节流孔面积的变化规律,以及空气压力、节流孔流通面积对空气弹簧垂向刚度和阻尼的影响。研究发现,在3种各自不同压力条件下,无论节流孔面积大小如何,随着激振频率的增加,系统振幅放大率和加速度稳态响应值都先增大,并且在共振点时达到响应峰值,然后减小至较小的稳定值。当节流孔面积变化时,系统共振时的振幅放大率和加速度稳态响应峰值在节流孔面积调节至大约57mm^2时出现最小。节流孔面积对垂向刚度和阻尼都有影响,其中节流孔面积从57mm^2变化到78mm^2时,带附加空气室空气弹簧的刚度发生显著减小;阻尼的敏感变化范围为11mm^2～187mm^2,在57mm^2附近阻尼达到最大值。空气弹簧中的空气压力对垂向刚度和阻尼也有影响,内压越大,对应的刚度越大,而阻尼反而越小。该研究结论为刚度和阻尼连续可调空气悬架的研发提供了一定的依据。 展开更多
关键词 空气弹簧 附加气室 节流孔 垂向刚度 阻尼
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空气弹簧非线性弹性特性有限元分析 被引量：10
15
作者 刘宏伟 庄德军 +1 位作者 陈燕虹 林逸 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期201-204,共4页
应用 ABAQU S非线性有限元分析软件 ,对空气弹簧进行有限元建模 ,计算其静态刚度特性。理论计算结果与试验结果比较吻合。最后对影响空气弹簧弹性特性的主要参数进行了讨论。
关键词 空气弹簧 非线性弹性特性 有限元分析 有限元建模
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基于神经网络的空气悬架系统匹配优化 被引量：6
16
作者 杨启耀 周孔亢 +2 位作者 李敬东 徐兴 袁春元 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期18-22,26,共6页
建立了空气悬架双质量模型,提出了基于RBF神经网络优化的系统阻尼和空气弹簧匹配的优化方法。匹配求优时,选取车身加速度和轮胎动载荷加权和最小值为优化目标,以悬架动行程最大值为约束。仿真结果表明,客车的平顺性和轮胎接地性都得到... 建立了空气悬架双质量模型,提出了基于RBF神经网络优化的系统阻尼和空气弹簧匹配的优化方法。匹配求优时,选取车身加速度和轮胎动载荷加权和最小值为优化目标,以悬架动行程最大值为约束。仿真结果表明,客车的平顺性和轮胎接地性都得到改善。台架试验与仿真结果基本吻合。 展开更多
关键词 汽车 空气悬架 阻尼 匹配 神经网络
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基于腔体单元和Rebar单元的空气弹簧性能分析 被引量：9
17
作者 鲍卫宁 2陈立平 +2 位作者 张云清 王书亭 任卫群 《汽车技术》 北大核心 2007年第10期21-24,共4页
建立了空气弹簧有限元离散模型,研究了空气弹簧内压-位移、容积-位移、最大外径-位移以及载荷-位移关系,仿真结果与实测结果对比表明,两者具有很好的一致性。研究了工作高度和帘线角度对空气弹簧承载能力、刚度特性以及空气弹簧在工作... 建立了空气弹簧有限元离散模型,研究了空气弹簧内压-位移、容积-位移、最大外径-位移以及载荷-位移关系,仿真结果与实测结果对比表明,两者具有很好的一致性。研究了工作高度和帘线角度对空气弹簧承载能力、刚度特性以及空气弹簧在工作过程中直径变化的影响,结果表明空气弹簧的工作高度和帘线角度是影响空气弹簧性能的重要因素。 展开更多
关键词 空气弹簧 性能 腔体单元 REBAR 单元
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空气弹簧刚度特性模型及气体非理想化修正方法研究 被引量：10
18
作者 陈龙 赵华伟 +1 位作者 江浩斌 汪少华 《汽车技术》 北大核心 2010年第4期29-33,共5页
基于范德瓦耳斯方程建立了3类空气弹簧的刚度特性模型,通过理论分析可知,以往的模型不能反映范德瓦耳斯常数、空气弹簧初始压力和温度等气体非理想化因素的影响,为此引入一个表征气体非理想化特性的无量纲因子H进行修正。仿真计算结果表... 基于范德瓦耳斯方程建立了3类空气弹簧的刚度特性模型,通过理论分析可知,以往的模型不能反映范德瓦耳斯常数、空气弹簧初始压力和温度等气体非理想化因素的影响,为此引入一个表征气体非理想化特性的无量纲因子H进行修正。仿真计算结果表明,在低温高压的情况下,基于理想气体状态方程的空气弹簧刚度特性模型存在较大误差; 展开更多
关键词 空气弹簧 刚度特性 范德瓦耳斯方程 修正因子
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带附加空气室空气弹簧垂直刚度和阻尼实验研究 被引量：19
19
作者 贺亮 朱思洪 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期33-36,共4页
以美国凡士通(Firestone)公司的1T15M-2型膜式空气弹簧为基础,构建带附加空气室的空气弹簧,将带附加空气室空气弹簧简化为由并联线性弹性和线性阻尼组成的垂直弹性元件,采用单质点自由衰减振动的方法,试验研究不同空气压力下弹簧垂直刚... 以美国凡士通(Firestone)公司的1T15M-2型膜式空气弹簧为基础,构建带附加空气室的空气弹簧,将带附加空气室空气弹簧简化为由并联线性弹性和线性阻尼组成的垂直弹性元件,采用单质点自由衰减振动的方法,试验研究不同空气压力下弹簧垂直刚度和阻尼随节流孔孔径变化的规律。研究发现,在各个压力条件下,节流孔孔径对垂直刚度和阻尼都有影响,其中节流孔孔径在3mm^10mm之间变化时,带附加空气室空气弹簧的刚度发生显著的变化,且孔径越大,刚度越小;阻尼的敏感变化范围为0~20mm,在5mm附近阻尼达到最大值。该研究结论为刚度和阻尼连续可调空气悬架的研发提供依据。 展开更多
关键词 空气弹簧 附加气室 节流孔 刚度 阻尼
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半主动空气悬架神经网络的自适应控制 被引量：24
20
作者 王辉 朱思洪 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期28-31,共4页
针对半主动空气悬架这种时变的、非线性复杂系统,提出基于神经网络的自适应控制策略,设计了神经网络辨识器和控制器。仿真计算表明,神经网络自适应控制的半主动空气悬架具有明显的减振效果。为了验证仿真效果,还进行了台架试验,研究结... 针对半主动空气悬架这种时变的、非线性复杂系统,提出基于神经网络的自适应控制策略,设计了神经网络辨识器和控制器。仿真计算表明,神经网络自适应控制的半主动空气悬架具有明显的减振效果。为了验证仿真效果,还进行了台架试验,研究结果表明车身振动幅度可下降30%左右。仿真和试验研究均表明,所提控制策略是正确的和有效的。 展开更多
关键词 车辆 空气悬架 神经网络 自适应控制
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