基于AMESim的农用运输车悬架系统仿真研究.docVIP

基于AMESim的农用运输车悬架系统仿真研究

基于AMESim的农用运输车悬架系统仿真研究

【摘要】对农用运输车的悬架系统建立了2自由度被动悬架和主动悬架系统模型，利用AMESim仿真软件对模型进行了时域分析，研究了在随机路面和三角形凸块路面工况下的车身加速度和轮胎压缩量，并据此评价了两种悬架的性能。结果表明：具有主动悬架的农用运输车，乘坐舒适性和行驶平稳性性都有明显改善。

【关键词】农用运输车；悬架；AMESim；仿真

SimulationStudyOnAgriculturalVehicleSuspensionSystemBasedOnAMESim

Abstract：A2-degree-of-freedommodeloftheagriculturalvehiclepassivesuspensionandactivesuspensionsystemwasbuilt，andthetime-domainanalysiswasmadebyusingtheAMESimsoftware.Thevehiclebodyaccelerationandtirecompressionwerestudiedundertheconditionofvehiclepassingstochasticroadandsinglebumper，andtheperformanceofthetwosuspensionsystemswasevaluated.Theresultsshowedthattheridecomfortandrideperformancewereapparentlyimprovedforthevehiclewithactivesuspension.

Keywords：AgriculturalvehicleSuspensionAMESimSimulation

前言

农用运输车经常在乡村道路上行驶作业，路况比较差，对车辆的行驶平顺性、操纵稳定性和驾驶员的乘坐舒适性等都产生不利影响。悬架的主要作用是把路面作用于车轮上的力传递到车架上，并衰减冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车正常行驶，因此汽车悬架系统必须满足行驶平顺性和安全性的要求。因此，设计优良的悬架系统，对提高农用运输车的性能有着重要意义[1，2]。

目前，农用运输车的减振系统主要采用由弹性和阻尼元件构成的被动悬架，其刚度和阻尼参数在车辆行驶过程中不能随其运行工况及路面激励的变化而自动调整，故只能保证在特定的道路和车速条件下达到性能最优折衷[3]。为克服常规悬架对其性能改善的限制，采用和发展了新型的主动悬架。主动悬架能根据路面情况及汽车运行的实际状态进行最优反馈控制，使汽车整体行驶性能达到最佳。其特点是能够主动提供能量，与被动悬架相比，优点在于具有高度的

刚度；为悬架弹簧等效刚度；为悬架等效阻尼；为控制力；为路面不平度；为非悬置质量位移；为悬置质量位移。

选取状态向量，其中输入变量，则系统的状态方程可表示为

（2）

这里选取农用运输车的车身加速度、车身速度和悬架变形作为输出变量，则，，，，故输出方程为

（3）

式（2）和式（3）中

1.2路面工况输入

本文分别选择两种路面工况激励进行仿真计算：

（1）当农用运输车车速稳定时，在时间域内路面输入为白噪声随机路面，路面轮廓可由谱密度为的白噪声通过一积分器产生[6]。即

（4）

由于农村道路一般采用《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）中的三级、四级标准，以及达不到四级公路的简易公路，所以式中路面不平度系数，农用运输车速度。另外，为零均值单位白噪声，参考空间频率为。

（2）农用运输车以的速度过一底边宽为400mm，高为60mm的等腰三角形凸块。

2仿真模型的建立

农用运输车各参数的选择如表1所示，其中悬置质量包含车身自身重量和所载货物重量。

表1悬架系统参数

非悬置质量

悬置质量

轮胎等效刚度

悬架弹簧等效刚度

悬架等效阻尼

80

1950

61000

89500

4895

应用法国IMAGINE公司开发的系统工程高级建模和仿真软件AMESim对车辆悬架系统建立如图2所示模型。图2中的（a）图和（b）图分别包含了被动悬架模型和主动悬架模型。主动悬架模型中包含了力补偿模块，本文采用的是天棚阻尼控制。图2（a）所示为随机路面输入的悬架模型，信号源采用的是A