半主动悬架的仿真模拟浅析

熊江勇，李重重，王振宇，徐雷州，黄镇颖，高玉

摘 要：半主动悬架能够在不同道路条件下对悬架阻尼参数进行调节和变化，来适应不同的道路环境。文章通过MATLAB SIMULINK来进行仿真模拟模型汽车，来达到实验的目的。通过本次实验，计算出每个关节的运动效果，易于调整悬架的运动学，优化车轮运动。同时发现  磁流变悬架应用前景广泛。

关键词：半主动悬架;阻尼参数;仿真;磁流变

中图分类号：U463.33  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）23-141-02

Simulation Analysis of Semi-active Suspension*

Xiong Jiangyong， Li Chongchong， Wang Zhenyu， Xu Leizhou， Huang Zhenying， Gao Yu

（College of Automotive Engineering， Nanjing Vocational College of Information and Technology， Jiangsu Nanjing 210013）

Abstract： Semi-active suspension can adjust and change the damping parameters of suspension under different road conditions to adapt to different road environment. This paper SIMULINK through MATLAB simulation to simulate the model car， to achieve the purpose of the experiment. Through this experiment， the motion effect of each joint is calculated， and the kinematics of suspension can be adjusted easily and the motion of wheels can be optimized. It is also found that magnetorheological suspension has a broad application prospect.

Keywords： Semi-active suspension; Damping parameters; Simulation; Magnetorheological

CLC NO.： U463.33  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2019）23-141-02

1 半主动悬架的发展

半主动悬架是指通过传感器感知路面状况和车身姿态，对阻尼参数进行调节，从而改善汽车行驶平顺性和稳定性的一种可控式悬架系统。传统悬架参数一经选定就难以改变，因此在设计过程中通常寻找一个最佳的折中方案来确定参数。也就是只有在特定工况下，汽车的性能才是最佳的;一旦工况发生改变，其性能将会变差，这意味着传统悬架难以同时满足舒适性和稳定性的要求，从而限制了汽车性能的进一步提高。半主动悬架就是这样一种可控悬架，它不改变悬架刚度而只改变悬架阻尼，来实现对悬架性能的调节，因此也称之为阻尼可控式悬架。其结构相对简单，成本低廉，性能优良，有广泛的应用前景。

2 半主动悬架仿真测试

在實验中，很多学者都在与其他车型相比，讨论所有车型的半主动悬架的各种控制器的设计时（针对整车车型要少得多），整车模型的[1]仿真应用具有更大的影响，使仿真结果更接近准确。使用模拟实验的主要目的是降低实验测试的成本，缩短测试时间。本文的主要目的是应用模型整车，将传统的前轮阻尼器和后轮阻尼器与SAS（半主动悬架）相结合，引入MATLAB SIMULINK等仿真环境。MATLAB环境对于方便地模拟车辆模型非常有用。很多轿车的舒适性和道路操纵性能主要取决于减振器的阻尼特性[2，3]。

SAS的概念思想是用连续可调元件代替主动执行机构，该元件可根据运动的瞬时条件改变或改变能量耗散的速率。SAS只能改变减振器的粘滞阻尼系数;它不会增加悬挂系统的额外能量。

双横臂悬架也可称为双“A”臂。如果上臂和下臂长度不等，则称为短长臂悬挂。对于前轮提供的ATV SLA原因如下：上臂通常较短，以诱导负弯度作为悬吊（上升）。当车辆在转弯时，车身侧倾会导致内车轮产生正的外倾角增益。外车轮由于较短的上臂也颠簸和获得负弯度。这对于外胎尤其重要，因为在转弯时，重量会转移到外胎上。SLA悬架的另一个优点是，它能尽可能快地计算出每个关节的运动效果，易于调整悬架的运动学，优化车轮运动。计算ATV中不同区域的负载也很容易，这样可以设计出更优化的轻量级部件。缺点是它比其他系统（如麦弗逊式）稍微复杂一些[4-5]。由于在悬架设置内的组件数量增加，它的使用时间要长得多，而且比等效的麦克弗森设计更重。磁流变液用于阻尼器具有以下优点：

磁流变（MR）流体对[6]减振应用前景十分看好。具有可控流体的阻尼器通常称为流变性流体。磁流变流体的性质是由非导电载体流体中的极化粒子决定的。这些粒子被极化后，液体变得非常粘稠，很难移动，反应速度更快，以毫厘秒为单位。

半主动系统只能改变减振器的粘性坝平系数，不能给悬架系统增加能量。虽然半主动悬架的干预受到限制（例如，控制力的方向永远不可能与当前悬架的速度方向不同），但半主动悬架的设计成本更低，消耗的能量也要少得多。最近对半主动悬架的研究缩小了半主动悬架系统和全主动悬架系统之间的差距。在主动悬架中，功率消耗非常大（至少占发动机功率的10%），但对于SAS来说，来自电池的能量就足够了。在停电时，主动悬架是完全不活动的。由于上述原因，普遍认为和观察到SAS在悬架悬浮液中非常有用。

3 结论

本文讨论了ATV全车动态模型的基本原理。本文的首要任务是为仿真软件，特别是SAS，提供一个实现ATV行为

的简易方法。正如前面所讨论的，SAS被认为是ATV在特定地形下的道路处理能力的最佳解决方案，适用于各种动态试验项目，包括爬坡试验、速度试验、交流加速试验、机动性试验和耐久力试验。预期的竖向位移结果，以及纵向和横向的加速度都要控制在预期的水平上。在此基础上，通过增加纵向自由度、纵向自由度和横向自由度。将道路激励输入添加到方程中。介绍了提高ATV驾驶员驾驶舒适性的设计要点，并给出了较好的操纵性能。

参考文献

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