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（汽车行业）汽车悬架设计论文轻型汽车悬架设计THE DESIGN OF A LIGHT TRUCK`S SUSPENSION2009 年6月摘要本文主要研究轻型货车的前后悬架设计分析方法，以及悬架运动与前轮定位参数的变化关系。
首先根据设计给定的四个参数对整车进行总体设计，包括整车的尺寸参数、质量参数和性能参数，在选择这些参数的时候可以通过国家标准以及相关的经验参数得到，在选择之后进行了相关的验证，保证各参数能达到各项性能的基本要求。
在总体设计完成之后，对前后悬架进行方案的选择，本设计前悬架采用麦弗逊独立悬架，后悬架采用纵置钢板弹簧。
然后对悬架的性能参数进行选择，包括前后悬架的偏频、相对阻尼系数、非簧载质量以及影响操稳性的侧倾中心高度和侧倾刚度，还有影响纵向稳定性的纵倾中心高度等。
在选择完基本参数后，对悬架的弹性元件（前悬架为螺旋弹簧。
后悬架为钢板弹簧）进行设计计算，包括刚度和强度等的校核，使设计的弹簧能满足设计的偏频要求。
之后设计前独立悬架的导向机构，设计包括侧倾中心、纵倾中心以及下控制臂的位置等。
为前、后悬架匹配减振器，计算减振器的尺寸，并且验算减振器是否满足强度要求。
由于麦弗逊悬架的侧倾刚度较小，为了满足汽车不足转向性能要求，设计时，为前悬架匹配了一个横向稳定杆，提高它的侧倾刚度，满足不足转向性能要求。
由于悬架结构的运动学特性关系到汽车操纵稳定性、转向轻便性、行驶舒适性、轮胎寿命以及汽车布置设计中的运动干涉等诸多方面，是汽车设计过程中十分重要的问题，欲设计合乎需要的悬架结构,必须准确分析悬架结构的运动特性。
所以为了研究悬架结构的运动学特性，本文采用了空间解析几何的方法，探讨分析了麦弗逊式悬架的运动学特性，由于该方法能够直接使用整车布置设计坐标系,无需进行坐标转换,且直观方便,易于理解,所以具有实际应用的意义。
关键词：麦弗逊悬架动态特性AbstractThis article is mainly about to study the method of designing a light truck’s front and back suspension, also the article analyze the relation between suspension movement and front wheel alignment parameters.First, it designs the scheme of whole car based on the four parameters which was already been given, this including the whole car’s size parameters, weight parameters, and property parameters. we may choose those parameters refer to national standards or some relative experience parameters. we may also do some work to prove the chosen was correct after those parameters being chosen, as to make every parameters meet the basic demand of every property. when the whole car schemes were already designed, it then comes to choose the scheme of the front and back suspensions, and in this design, we use McPherson type front suspension, Back suspension’s steel spings.and then, we choose the suspension’s property paremeters,including front and back suspension’s frequency, relative viscosity,unsprung mass and roll center height, roll angular rigidity which effect the car’s controllability and stability,besides,we also choose the trim center height which effect the car’s longitudinal control lability. After these basic parameters were chosen, we comes on to calculate the spring of the suspension,(spiral spring in front suspension, leaf spring in back suspension),and the calculation including checking both the springs` stiffness and strength, as to make the spring designed to meet the demand offrequency. And next comes to design the control bars of the front independent suspension, it contains to design the roll center height an trim center height and the locations of the main controlbar.Then,we design shock absorbers to match with the front and the back suspension, including calculate the size of the absorbers and also check the absorbers to see if it meets the demand of strength. Since McPherson type front suspension is lack of roll angular ri gidity, in order to meet the property demands of car’s under steer speciality,Here it also designs a anti-roll bar to improve the front suspension’s roll angular rigidity.As suspension’s kinematics character relates to a whole car’s controllability ,steering agility, ride comfort,tyre life and motion interference in the design of the whole car’s scheme. the kinematics character comes to be a very important question, to make a good suspension structrue,it needs to analyze the kinematics character of the suspension.And in this article, we uses Spatial analytic geometry to discuss McPherson type front suspension’s kinematics character. Because the method is able to use the whole car scheme design coordinate system directly, there is no need to transform the coordinate system. It is more convenient and easy to understand,so,it makes more actual application sense.key words：Mcpherson suspension kinematics character目录第1章绪论 (1)1.1 论文研究的目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (1)1.3 论文主要研究内容 (2)第2章汽车的总体设计 (3)2.1设计参数与设计目标 (3)2.2汽车形式的选择 (3)2.2.1 轴数 (3)2.2.2 驱动形式 (3)2.2.3 布置形式 (4)2.3汽车质量参数的选择 (4)2.3.1 整车整备质量 (4)2.3.2 汽车的总质量 (5)2.3.3 汽车的整备质量利用系数 (5)2.3.4 汽车的轴荷分配 (6)2.4 汽车主要尺寸的确定 (7)2.4.1 轴距 (7)2.4.2 前后轮距和 (8)2.4.3 汽车的外廓尺寸 (8)2.4.4 汽车的前悬和后悬 (9)2.4.5货车车头的长度 (9)2.4.5货车车箱尺寸 (9)2.5 汽车主要性能参数的选择 (10)2.5.1 动力性能参数 (10)2.5.2 燃油经济性指标 (11)2.5.3 汽车的最小转弯半径 (11)2.5.4 通过性几何参数 (11)2.6 汽车发动机的选型与轮胎的选定 (13)2.6.1 发动机基本型式的选择 (13)2.6.2 发动机主要性能指标的选择 (14)2.6.3 轮胎的选定 (17)第3章汽车悬架的结构选型与分析 (20)3.1 悬架的设计要求 (20)3.2 悬架的结构形式分析 (20)3.2.1 悬架结构形式的分类 (20)3.2.2 悬架的组成及各部件作用 (22)3.3 前、后悬架方案的选择 (22)第4章悬架的设计计算 (24)4.1 悬架主要参数的确定 (24)4.1.1 影响平顺性的参数 (24)4.1.2 影响操纵稳定性的参数 (28)4.1.3影响纵向稳定性的参数 (31)4.2 弹性元件的计算 (35)4.2.1 前悬架螺旋弹簧的设计计算 (35)4.2.2 后悬架钢板弹簧的设计计算 (38)4.3 独立悬架导向机构的设计 (51)4.3.1 设计要求 (51)4.3.2 前轮定位参数与主销轴的布置 (52)4.3.3 横臂轴的选型与布置 (54)4.4 减振器的设计 (58)4.4.1 减振器相对阻尼系数 (58)4.4.2 减振器阻尼系数的确定 (59)4.4.3 最大卸荷力的确定 (60)4.4.4 筒式减振器工作缸直径的确定 (61)4.5 横向稳定杆的设计 (62)第5章空间解析法分析麦弗逊悬架运动 (63)5.1 悬架的数学模型 (63)5.2 利用数学模型求解车轮跳动时各定位参数的变化 (67)结论 (69)致谢 (70)参考文献 (71)附录一 (73)第1章绪论1.1 论文研究的目的和意义悬架是现代汽车上重要的总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性连接起来。
文献综述题目：汽车车身悬挂系统振动模态分析摘要：悬架作为汽车的重要部件，对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有着直接的影响。
本课题主要讨论汽车车身悬挂系统的振动参数，利用ANSYS有限元数值模型计算以及校正。
通过研究分析，得到正确的振动参数和外部形状，为设计车身悬挂系统提供理论基础。
关键词：汽车悬挂系统振动参数振动模态分析引言：悬架系统是汽车底盘中的主要总成件，在汽车的行驶过程中传递车架（或车身）与车轮之间的所有的力与力矩同时降低路面对的车架（或车身）的冲击载荷，衰减路面冲击给车架（或车身）带来的振动，保证了汽车行驶的平顺性与安全性。
麦弗逊悬架作为一种独立悬架由于其结构简单，占用空问小，增大了两前轮内侧的空间，便于发动机和其他一些部件的布置，在现在乘用车上得到广泛应用。
悬架振动特性分析可以用MATLAB数值计算，ADMAS、CarSim仿真，也可以用ANSYS有限元方法计算。
本课题旨在建立车身悬架多自由度动力学模型。
利用CATIA软件或者ANSYS软件建立简单车身三维模型，利用ANSYS软件分析车身悬架系统，计算车辆的振动模态。
此研究能够揭示悬架性能、车辆平顺性和悬架参数之间的相互关系，对车辆悬架系统的设计和研究具有一定参考意义。
一.国内外研究现状1.1国内研究概况厦门金龙，丹东黄海等客车厂家生产的大型铰接BRT城市客车均采用了一种新配置——电子控制空气悬架（ECAS系统）。
近年来，国内外学者对悬架控制方法进行了大量的研究，控制方法几乎涉及到所有的控制理论的所有分支，许多控制方法如天棚阻尼控制、PID控制、最优控制、自适应控制、神经网络控制、滑模变结构控制、模糊控制等在悬架系统上得到了应用。
1.2国外研究概况主动悬架的概念是由Erspiel-labrosse于1954年提出来的，首先使主动悬架的基本思想和控制律得到完善总结的是Thompson，他证明了全主动悬架系统对提高车辆性能的作用。
20世纪80年代初，车辆主动悬架统的研究和开发成果得到了实现，日产和丰田公司的液力主动控制系统，证明主动悬架系统可使车辆的整体性能得到很大提高。
广西科技大学（筹）毕业设计（论文）附录资料课题名称轿车悬架设计—麦弗逊独立悬架学院汽车与交通学院专业交通运输（汽车电子技术与检测诊断）班级交Y091学号 200900207042姓名周文江指导教师陈坤2013年 1月 6 日目录一、英文原文 (3)二、中文翻译 (9)三、方案论证 (14)一、英文翻译Survey of Controllable Suspension System for Off-road Vehicles Abstract：The controllable suspension system can improve the performances of off-road vehicles both on road and cross- country．So far，four controllable suspensions，that is，body height control，active，semi-active and slow-active suspensions，have been developed．For off-road vehicles，the slow-active suspension and the semi-active suspension which have controllable stiffness，damping and body height are more appropriate to use．For many years，some control methodologies for controllable suspension systems have been developed along with the development of modern control theory，and two or more original control method s are integrated as a new control method ．Today，for military or civilian off-road vehicles，the R& D of controllable suspension systems is ongoing．Key Words：control theory；survey；controllable suspension；off-road vehicleThe suspension system is an important part of the vehicle，which influences riding comfort and handle-stability greatly．Since the first pair of leaf spring was used in carriage，suspension systems were uncontrollable for a long time and named as passive suspension system．A typical passive suspension system consists of springs，dampers and some control arms，which are once invariable designed．But，the roads for vehicle running are various．For the vehicle’s suspension system，different kinds of roads make different inputs．Thus ，different suspension parameters，such as stiffness，damping and body height，should be designed to minimize the impact from ground and the jounce of body．However，it’s impossible that the traditional vehicles with in variable passive suspension system perform well on multifarious roads．For off-road vehicles，the conflict between changeful roads and changeless suspensions is more projecting than road vehicles．Most of off-road vehicles are still using the passive suspension systems and have higher stiffness，damping and body height to overcome the rough road or cross-country．However，these vehicles show worse riding comfort and handle stability than road vehicles on normal roads．For these reasons，the controllable suspension systems should be the best choice for vehicles，especially for the off-road vehicles．1 Categories of Controllable Suspension SystemThe controllable suspension system is a general reference of the non-passive suspension system，the antonym of passive suspension should be active suspension But，in the suspension control，the active suspension is a special type of controllable suspensions．Today，the controllable suspensions can be divided into four categories according to the controlled objects and structures．They are body height control，active，semi-active and slow-active suspensions．The quarter-vehicle vibration models of these different controllable suspension systems are shown inFig．1．1．1 Body Height Control Suspension SystemThe body height control suspension system is the pioneer of controllable suspension systems．The first body height control suspension system was used in CitrOen DS19 launched in 1955 and made in France．It adopts four controllable air springs and can adjust obviously that the active suspension system improves the body height according to run condition and load to guarantee proper wheel travels[1] .This kind of system is the simplest controllable suspension system，usually found in luxurious buses and pickup trucks．A bus equipped with this system can keep the body height unchanging whether it is empty or full．The body height control suspensions are also designed for the pickup truck’s real suspensions，it can keep the body horizontal，whether it links a trailer or not．The main structural difference between the body height control suspension and the passive suspension is that the former has a height control system additionally，which includes body height sensors，height drives and a controller，as shown in Fig．1(a)．It aims at controlling the body height only，though the suspension’s stiffness and damping also change in the control process．The inputs mainly include the speed of vehicle and the distance between body and wheel，which are collected by speed and displacement sensors．The proper body height data shall be calculated based on a certain control strategy by the body height control system and output to the executing mechanism．1．2 Active Suspension SystemThe concept of active suspension was presented early in 1954[2]．Thompson，in 1960’s，consummated its basic structure and control law and proved that so-called ful1-active suspension system could improve the performances of vehicle effectively．Since 1980’s，the research achievements on active suspension had been put into use. Some testing vehicles were built[3]. The experiment for these vehicles showed obviously that the active suspension system improves vehicle's performance greatly.The active suspension system consists of sensors,controllers and force actuators，as shown in Fig．1（b）[4]. And，for driving force actuators，an additional power is necessary．It adopts the force actuator to replace the customary spring and absorber．The forceactuators can be controlled to produce appropriate forces to support the body，whenever the vehicle runs in any road．The body and wheel sensors are used to measure the accelerations of the body and wheel and provide these data to the controller．The latter processes these data and outputs some instructions to the force actuator according to predefined control strategy which determines the quality of the active suspension system．Although the active suspension system has been presented for more than fifty years，it hasn’t been largely commercialized yet up to now．Of course，the technical and economic reasons coexist．In technology，today’s active suspension systems can work well in low frequency band but not in high frequency，since the force actuators seems too stiff to control[5]．Although some active suspension systems can operate well up to 70 Hz[6]，they will consume energy very much[7]．One of the methods to reduce the power consumption uses springs and dampers in parallel with the actuators．In addition，it also improves the security of the active suspension system．But,as a negative result,the system response will be decreased．In economy，building and operating an active suspension system costs too much．It fatally limits the active suspension systems to be extended．1．3 Semi-active Suspension SystemThe semi-active suspension system was presented later but applied earlier to the vehicles than active suspension system．The controllable suspension system with adjustable stiffness and damping was introduced in early 1970’s．It almost does not consume energy，since the force actuators which need too much energy are eliminated．So，it is called as semiactive or no power active suspension system．The common semiactive suspension systems only control the damping of suspension actively，and some senior semiactive suspension systems also control the stiffness．In fact，a semi-active suspension system is just a passive suspension system with controllable damping and stiffness，as shown in Fig．1 (c)．So ，its performances are still not as good as the active suspension system．A famous control model of the semiactive suspension system was so-called Sky-Hook Damping Control proposed by Karnopp in 1973[8]．In this model，a supposed inertial damper，called as Sky-Hook damper，is set between a sprung mass and a virtual fixed Sky-Hook．The force of the Sky-Hook damper proportional to the relative speed of the sprung mass to the Sky-Hook can reduce the jounce of the vehicles．For the Sky-Hook and Sky-Hook damper are both inexistence in real vehicles，an controlled adjustable damper is set to replace the passive damper between the sprung mass and unsprung mass in real Sky-Hook model．Theoretically，the damping force should change continuously and in real-time[9]，but it is usually hard to be done in real vehicles．A control model for the semi-active suspension systems with discrete adjustable damping and stiffness was proposed by Margolis in 1975[10]．Several dampers or springs are paralleled，thus，if one or more of them are shut off，the damping or stiffness of the suspension system will change discretely．For it is easy to achieve，the Margolis model have been used in so me cars．Some semi-active suspension systems are even added the body height control to improve the vehicle performances．This controllable height semi-active suspension system has been used in some luxurious car and SUV recently．Some of them are named as the active suspension by their manufacturer，but they are still different from the real active suspension．1．4 Slow-active Suspension SystemThe slow-active suspension system is presented later but more remarkably．Its essential structure can be regarded as a series of an active suspension system and a passive suspension system，as shown in Fig．1 (d)．As the passive suspension system can isolates high-frequency vibration well，the active suspension system can only isolate low-frequency vibration．The force actuators only work in the low-frequency band，power consumption are reduce evidently．Theoretically，the slow-active suspension system still responds more slowly than the real active suspension system，this is the reason why it is so named[11]．Some other names，such as narrow bandwidth active suspension system or limited bandwidth suspension system，are also found．By contrast，the real active suspension system is usually called as full-active suspension system or broad bandwidth active suspension system[12]．To improve performances of the slow-active suspension system，the springs and dampers in the system should be controllable．This slow-active suspension system can be regarded as a series of an active suspension and a semi-active suspension．As an unavoidable result，the control system and mechanical structure are more complex．The performances of the slow-active suspension system are almost as goo d as the full-active suspension system，and the power consumption is fairly less．Its prospect will be very wel1．2 Control Methodologies for Controllable Suspension SystemsThe control theories for controllable suspension systems grow along with the development of modem control theory．Recently，the typical control strategies include LQG (linear-quadratic-Gaussian)optimal control，model reference adaptive／self-tuning control，preview control，fuzzy control，neural network control，etc．2.1 LQG Optimal Control Strategy LQGFor the linear vibration model of the active suspension systems，the control attempts to minimize the integrated weight of body vertical acceleration，wheel dynamic load and wheel dynamic travel．The objective function of the control system is quadratic．And the disturbance input from road is a stochastic process that can be deal with as a Gaussian white noise．Thus，the suspension control problem can be regarded as a typical LQG optimal control[13]．According to LQG optimal control strategy，the optimal control force Uo can be defined aU。
空气悬架设计悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的所有传力连接装置的总称。
1空气悬架的优势空气弹簧的运动性能特点是：负载能力可调；弹性系数随负载变化；负载变化时,固有频率几乎不变；固有频率较低。
这些特点决定了空气悬架具有以下优点：1）较理想的弹性特性（1）空、满载之间有高度控制阀调节气压，具有较好的等频性；（2）振动时，假定没有充放气，弹性特性曲线呈非线性，增大动容量，防止悬架击穿。
若反跳行程由减振器或其它机构实施弹性限位，则弹性特性呈反S形的理想特性。
2）可设计成较低的刚度，提高平顺性，不会因为空、满载之间静挠度变化太大，车高超标而受到限制。
3）几乎消除了全部库伦阻尼，使悬架系统全部由粘性阻尼消振，其效果是：（1）消除高频微幅振动的锁止作用，改善高频域的传递特性，减小高频动刚度。
（2）消除悬架响声。
但是，若减振器阻尼值不可调节，则阻尼比因载荷变化而变化，无法同时满足空载和满载的要求，只能取折衷值。
而库伦阻尼恰与载荷成正比变化，所以像载货车这种后轴负荷变化很大的车型，后悬架采用库伦阻尼值大的多片钢板弹簧，对于保持空、满载阻尼比变化较小是有利的。
4）高度控制阀除了自动调节设计位置的车身高度不变之外，还可用来调节车身抬高或下降（下跪），以提高车身通过性或方便乘客上、下车。
5）减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修成本。
6）减少对道路的冲击，保护路面，降低高速公路的维修费用7）)延长车辆的使用寿命并增加折旧值2空气悬架的功能及构成1）空气悬架的功能：（1）把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架（或承载式车身）上，保证汽车的正常行驶，即起传力作用；（2）利用弹性元件和减振器起到缓冲减振的作用；（3）利用悬架的某些传力构件使车轮按一定轨迹相对于车架或车身跳动，即起导向作用；（4）利用悬架中的辅助弹性元件横向稳定器，防止车身在转向等行驶情况下发生过大的侧向倾斜；（5）调节汽车行驶中的车身位置。
摘要悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或承载式车身)与车轴(或与车轮)弹性的连接起来.其主要任务是传递作用在车轮与车架(或承载式车身)之间的一切力和力矩,并且缓和不平路面传给车架(或承载式车身)的冲击载荷,衰减由冲击载荷引起的承载系统的震动,以保证汽车的正常行驶。
本次文就是对载货汽车后悬架主副簧进行设计并对设计结果进行校核，保证设计满足汽车对安全方面的要求。
本次设计首先根据汽车后轴载荷和非簧载质量确定每副钢板弹簧的载荷，通过钢板弹簧满载和空载载荷的不同来确定主副簧的刚度分配，同时根据汽车轴距来确定钢板弹簧的长度。
根据公式算出钢板弹簧所需总惯性矩，这样就能算出钢板弹簧的大致厚度和宽度。
用画图法可以确定每个钢板弹簧的长度。
最后对钢板弹簧进行校核，保证钢板弹簧满足要求。
关键词：钢板弹簧；复合簧；后悬架。
Abstractsuspension assembly is one of the most important part of modern automotive, it links the frame (or Unibody) and axle (or wheel) . Its main task is to pass the effect of all force and torque between the wheel and the frame, and relax the impact load of the frame passed from rough road to ensure the normal running of the car. The article is to design the primary and secondary spring of rear suspension, and check the design to ensure the design meets automotive safety requirements. The design is first based on the vehicle rear axle load and non-sprung mass to determine the load of each leaf spring, according the different loads of full and no load to distribution the stiffness, while use the vehicle wheelbase to determine calculate the approximate thickness and width. Drawing method can be used to determine the length of each leaf spring. Finally, check the leaf springs to ensure it meet the requirements.Keywords: leaf spring; composite spring; rear suspension目录引言 ...................................................................................................................................1.1 汽车的发展历史......................................................................................................1.2 汽车的构造 .......................................................................................................................1.3 汽车悬架系统的作用、组成与分类................................................................................1.3.1 汽车悬架系统的作用............................................................................................1.3.2 汽车悬架系统的组成............................................................................................1.3.3 汽车悬架系统的分类............................................................................................1.4 该项研究的目的与意义 ...................................................................................................1.5 国内外研究现状、发展动态 ...........................................................................................1.6 钢板弹簧 ...........................................................................................................................1.6.1 钢板弹簧的基本结构和作用原理........................................................................2 钢板弹簧的布置方案及材料选择.............................................................................3 汽车后悬架系统钢板弹簧的设计计算.....................................................................3.1 设计给定参数 ...................................................................................................................3.2 钢板弹簧主要参数的确定 ...............................................................................................3.2.1 前后悬架静挠度和动挠度的选择........................................................................3.2.2 钢板弹簧满载弧高的选择....................................................................................3.2.3 钢板弹簧长度的确定............................................................................................3.2.4 悬架主、副钢板弹簧的刚度分配........................................................................3.2.5 钢板弹簧所需的总惯性矩的计算........................................................................3.2.6 根据强度要求计算钢板弹簧总截面系数............................................................3.2.7 钢板弹簧平均厚度的计算....................................................................................3.2.8 验算在最大动行程时的最大应力........................................................................3.2.9 钢板弹簧叶片断面形状及尺寸的选择................................................................3.3 钢板弹簧的设计及校核 ...................................................................................................3.3.1 钢板弹簧各片长度的确定....................................................................................3.3.2 钢板弹簧刚度的验算............................................................................................3.4 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高和曲率半径计算....................................................3.4.1 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高....................................................................3.4.2 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径............................................................3.4.3 钢板弹簧叶片在自由状态下曲率半径的计算....................................................3.4.4 钢板弹簧各叶片在自由状态下的曲率半径和弧高的计算................................3.4.5 钢板弹簧总成弧高的核算....................................................................................3.5 叶片端部形状的选择 .......................................................................................................3.6 钢板弹簧两端与车架的连接 ...........................................................................................3.7 钢板弹簧弹簧销和卷耳的设计........................................................................................3.7.1 弹簧销的设计........................................................................................................3.7.2 卷耳尺寸的确定.................................................................................................... 4结论 ............................................................................................................................参考文献 ...........................................................................................................................5 致谢 .............................................................................................................................引言1.1 汽车的发展历史自1886年世界上第一辆汽车诞生以来，汽车已经历了120多年的发展来历程。
毕业设计开题报告电子信息工程悬挂控制系统的设计一、前言设计的目的：通过运用 AVR单片机与步进电机，来实现步进电机在AVR单片机的控制与驱动下来进行简单的在规定的区域下对直线与圆的制作，从而使同学能够更加的对单片机与步进电机有更深入的了解同时将所学的知识快速运用到实际生活工作中。
选题的意义：首先，控制系统目前应用于各个行业。
在许多设备中都运用了此系统，关于此系统的运用在不同的设备与不同的项目中具有不同的简称。
此处主要是关于利用AVR单片机与步进电机来做一个悬挂控制系统，将此运用于画直线与圆。
其次，所运用的AVR单片机已广泛地应用于军事、工业、家用电器、智能玩具、便携式智能仪表和机器人制作等领域，使产品功能、精度和质量大幅度提升，且电路简单，故障率低，可靠性高，成本低廉[1]。
在许多的领域AVR单片机的运用使得整个的系统的设计变得简单易行。
AT90S8535内含可反复编程的Flash程序存储器、SRAM和EEPROM两种数据存储器、定时器/计数器、方向可定义的I/O口、同步串行口、异步串行口、A/D转换器及PWM等丰富的内部资源。
一般的应用系统只需此一块芯片即可实现智能化[2]。
在次，近几十年来，数字技术和电子计算机的迅速发展为此次所用的步进电动机的应用开辟了广阔的前景。
目前，我国已较多地方将步进电机用于机械加工的数字程序控制机床中[3]。
在现代工业，特别是航空，导弹，无线电等工业中，要求加工的机械零件形状复杂，数量多，精度高，人工加工很难到达要求，而且生产效率低。
步进电机在这方面可以显示出自己的优势。
例如现在随处可见的打字机就运用了步进电机。
通过AVR单片机的运用与步进电机的结合，来进行简单的直线与圆的制作，从而将一些书本的知识快速方便的运用到实际生活中，在实际生活中随处可见运用这两种知识的地方。
利用他们的特点可以制作出简单易行切便宜的系统。
AVR单片机：又称单片微控制器，它是将一个计算机系统集成到一个芯片上，概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。
浅析汽车悬架的研究现状和发展【摘要】汽车悬架是汽车重要的组成部分之一，直接影响到车辆的操控性能和驾驶舒适性。
本文通过对汽车悬架研究现状和发展趋势的分析，揭示了目前汽车悬架领域的研究热点和重点，以及新技术的应用情况。
同时深入探讨了汽车悬架研究中存在的问题，并对未来的发展进行了展望。
文章旨在总结当前汽车悬架技术的现状，为未来研究提供参考，并提出建议和改进建议，以促进汽车悬架领域的不断发展和进步。
【关键词】汽车悬架、研究现状、发展趋势、新技术、问题、总结、展望、建议、改进建议1. 引言1.1 研究背景汽车悬架是指支撑车身并能灵活应对路面不平的重要组成部分，对车辆的操控性、舒适性和安全性起着至关重要的作用。
随着汽车工业的发展和人们对驾驶体验的不断提升，对汽车悬架系统的研究越来越受到重视。
汽车悬架系统的设计与调校直接影响着车辆的行驶性能。
传统的悬架系统主要通过弹簧和减震器来减少车身的振动，提高行驶舒适性。
随着科技的不断进步和人们对驾驶感受的不断追求，新型悬架系统也不断涌现，如电子悬架、主动悬架等。
这些新技术的应用为汽车悬架系统的研究带来了新的机遇与挑战。
在当前汽车行业竞争激烈的背景下，对汽车悬架系统的研究也变得更加迫切。
深入研究汽车悬架系统的作用、研究现状、发展趋势以及挑战，对于提升汽车行驶性能，提高车辆安全性和舒适性具有重要的意义。
部分的深入探讨将有助于更好地理解汽车悬架系统的意义和研究价值。
1.2 研究目的研究目的是为了进一步探讨汽车悬架在车辆性能和安全方面的重要性，并且深入了解当前汽车悬架研究的现状。
通过对文献的综述和分析，可以为未来汽车悬架的发展提供一定的指导和借鉴。
通过研究可以更好地了解新技术在汽车悬架领域的应用情况，并且发现目前研究中存在的问题，为下一步改进和完善提供思路和方向。
研究的目的是为了促进汽车悬架领域的发展，提高汽车性能和行车安全水平。
1.3 文献综述在汽车悬架研究领域，已经有大量的文献开展了相关的研究工作。
编程辅助车架纵梁设计文献综述摘要：本文介绍了有限元法设计车架的大致过程，发现其中的不足，提出利用经典力学的方法为有限元分析建立模型，运用编程辅助车架纵梁设计对有限元设计法进行改善。
并介绍了车架相关的知识和纵梁的受力状况。
关键词：编程、车架、纵梁、有限元法、经典力学。
Abstract:This article describes the design of the finite element method generally frame the process and found that the lack of classical mechanics using the method proposed for the finite element analysis to model the design using a program supporting frame rails on the finite element method to improve the design. And introduced the frame rails of the relevant knowledge and practicing hand condition. Key words: Programming, frame, rails, finite element method, classical mechanics 1引言无论重型、中型、或轻型载货汽车，吉普车或大型客车，都有车架总成]1[，只有部分小面包车和小轿车，其车架是与底盘和车身连在一起的，没有独立的车架总成，但是前后地板总成或副车架总成，也起到车架总成的作用。
所以，车架的设计在汽车的设计中是必不可少的。
车架是汽车的基础，其结构尺寸也最大，汽车上的其他几大总成都是装于车架总成之上，所以车架总成既是一个承载构件，又是一个传力构件。
发动机总成直接装于车架的前端或后端。
汽车半主动悬架系统减震性能研究的文献综述【摘要】：本文对汽车半主动悬架的作用和分类进行了简要介绍，结合国内外最新研究成果，重点对半主动悬架的控制方法和控制策略进行了综述，并对其研究与发展趋势进行了探讨。
【关键词】：半主动悬架，控制方法，控制策略Review on Vibration Reduction Performance of Semi-active SuspensionPan Kexian 1100103005【ABSTRACT】：the functions and kings of semi-active suspension were simply introduced. On the basis of the latest research achievements, review of control method and control strategies of semi-active suspension were emphasized，and the current development of semi-active suspension was discussed. 【KEYWORDS】：Semi-active suspension；Control method，Control strategy一、前言[1][2]车辆的悬架装置是弹性连接车身和车轮之间全部零件和部件的总称。
悬架装置主要由弹性元件、减振器和导向机构组成。
它是车辆的重要装置之一，其主要功用有三个：1、抑制、缓和由不平路面引起的振动和冲击，以保证车辆的正常行驶；2、传递作用在车轮和车架(或车身) 之间的一切力和力矩；3、保证车轮和车身之间有确定的运动关系，使汽车有良好的驾驶性能。
悬架系统减振效果对车辆行驶的平顺性、操纵的稳定性和通过性等多种使用性能有着很大的影响。
理想的悬架要求在不同的形式条件下，对乘坐舒适性和形式安全性能提供最佳匹配。
悬架文献综述精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-悬架文献综述姓名：冯帅帅韩潇韩硕刘广峰谷盛丰井晓瑞学号：Tel：邮箱：@2015/9/20目录1.前言悬架是安装在车桥和车轮之间用来吸收汽车在高低不平的路面上行驶所产生的颠簸力的装置。
因此，汽车悬架系统对汽车的操作稳定性、乘坐舒适性都有很大的影响。
由于悬架系统的结构在不断改进，其性能及控制技术也得到了迅速提高。
尽管一百多年来汽车悬架从结构形式到作用原理一直在不断地演进，但从结构功能而言，它都是由弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。
在有些情况下，某一零部件兼起两种或三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件和导向机构的作用，麦克弗逊悬架中的减振器柱兼起减振器及部分导向机构的作用，有些主动悬架中的作动器则具有弹性元件、减振器和部分导向机构的功能。
其作用是传递路面作用在车轮和车架上的支承力、牵引力、制动力和侧向反力以及这些力所产生的力矩，并且缓冲和吸收由不平路面通过车轮传给车架或车身的振动与冲击，抑制车轮的不规则振动，提高车辆平顺性(乘坐舒适性)和安全性(操纵稳定性)，减少动载荷引起的零部件和货物损坏[1]。
振动是影响汽车行驶平顺性和操纵稳定性以及汽车零部件疲劳寿命的重要因素。
严重的振动还会影响汽车的行驶速度，并产生环境噪声污染。
悬架系统是提高车辆平顺性(乘座舒适性)和安全性(操纵稳定性)、减少动载荷引起零部件损坏的关键,但基于经典隔振理论的传统悬架无法同时兼顾这三方面的要求。
自70年代以来,工业发达国家开始研究基于振动主动控制的主动/半主动悬架系统。
近十年来,主动控制技术学科的发展为悬架系统从被动隔振走向振动主动控制奠定了基础。
尤其是信息科学中对模糊理论、人工神经网络、进化计算的研究,在理论上取得引人瞩目进展的同时已开始得以应用,其中包括车辆的减振和牵引。
随着汽车结构和功能的不断改进和完善，研究汽车振动，设计新型悬架系统，将振动控制到最低水平是提高现代汽车质量的重要措施。
2.汽车悬架系统的发展状况被动悬架：一般的汽车绝大多数装有由弹簧和减振器组成的机械式悬架。
简化模型如图 a 所示，其中，弹簧主要用来支承簧上质量的静载荷，而减振器主要用于控制响应特性。
这种悬架系统的阻尼和刚度参数一般是通过经验设计或优化设计方法选择的。
一经确定，在汽车行驶过程中就无法随外部状态变化而变化。
汽车悬架应满足两个方面的要求，一方面为提高转弯、制动等操纵过程的稳定性，要求悬架应具有高阻尼系数；另一方面为隔开随机路面不平对汽车的扰动，提高乘坐舒适性，要求悬架应具有低阻尼系数。
由于参数不能任意选择和调节，限制了被动悬架系统性能的进一步提高。
目前使用最普遍的是单筒式液力减振器和套筒式液力减振器两种类型。
这两种减振器在工作过程中不能调节阻尼大小,不能满足车辆悬架振动控制的特性要求。
因此,被动控制的减振效果较差。
半主动悬架：半主动悬架的简化模型如图b所示，由可变特性的弹簧和减振器组成。
其基本工作原理是根据簧上质量相对车轮的速度响应和加速度响应等反馈信号，按照一定的控制规律调节可调弹簧的刚度或可调减振器的阻尼力。
半主动悬架在产生力的方面近似于被动悬架，但是半主动悬架的阻尼系数或刚度系数是可变的。
半主动控制通过输入少量控制能量调节减振器的液力阻尼,改善悬架的振动特性。
Karnopp控制规则反映出既要对作用在弹簧上、正比于车身绝对速度x 1的振动产生抑制,也要使和弹簧变形速度(x 1-x 2)成比例的粘性阻尼力起作用,这是“ on”和“ off”的“开关式”控制方法。
另一种称为SM(Sliding Mode滑模)控制模式，该控制模式以减低加速度为目标抑制振动。
半主动控制系统采用on-off(开关式)控制或分段控制策略,因而在路面随机激励作用下使悬架系统具有强非线性动力特性。
应用半主动控制的悬架系统由于车身的结构振动而造成的高频不平顺性的研究表明,若用开关式控制减振器替代连续改变阻尼的减振器,或者控制回路中的时滞超过5ms,其后果明显恶化。
主动悬架：主动控制悬架简化模型如图 c 所示，由弹性元件和一个力发生器组成。
力发生器的作用在于改进系统中能源的消耗和供给系统以能量，该装置的控制目标是要实现一个优质的隔振系统，而又不需对系统作出较大的变化。
因此，只需使力发生器产生一个正比于绝对速度负值的主动力，即可实现该控制目标。
这种悬架的减振效果非常理想。
主动悬架系统通常有两种形式，即由电机驱动的空气式悬架和由电磁阀驱动的油气式悬架。
近年来，日产和丰田公司宣布在轿车上成功地应用了液力主动悬架，主要在高速赛车上进行了试验，其弯道行驶横向加速度可达到8g。
至今已发展了三类典型的液力主动控制系统（如下图）。
A类由Lotus(莲花)公司开发,它由双作用油缸和高速响应液力控制阀直接耦合,这个系统的控制能力较强,但能耗很大,尤其是在粗糙路面上非悬挂质量共振时这一问题尤为突出[15];B类由AP公司发展的气液悬架,它通过一个流量控制阀把油液输送到单作用油缸和充填蓄能器执行主动控制,这种控制装置同样需要消耗较高的能量;C类液力主动控制系统由Nissan公司开发,它的主要特征之一是压力控制阀同小型蓄能器和液压油缸相结合,在不平路面上的振动输入被蓄能器吸收,从而减少整个系统所需要的流量,悬挂质量的振动控制由液力系统的主动阻尼和被动阻尼共同完成。
同A,B类主动控制相比,该类主动控制的耗能较少。
主动悬架的商品化存在严重困难，一是硬件价格昂贵；二是能量消耗过大，目前仅用于排量较大的高档车型。
3.汽车悬架系统的分类和原理汽车悬架的分类悬架按作用原理分可分为被动悬架、半被动悬架、半主动悬架、主动悬架。
被动悬架由参数固定的弹簧构成。
对半被动悬架的设计，就是要确定其弹簧和减振器的参数，使系统在平顺性和安全性之间寻求一个折衷方案，这种折衷方案只可能在特定工况下才是最优的。
它不能随路况、车速等条件调节悬架参数。
半被动悬架的一些参数可由司机根据路面载荷等条件在一定的范围内调节。
从平顺性和安全性出发，希望弹簧刚度和减振器阻尼系数随汽车的状态的变化而改变，使悬架性能总是处于最优状态附近。
半主动悬架要求其阻尼随行驶状态的动力学要求作无级调节，并在几毫秒内由最小变到最大，具有阻尼快速响应的特点。
全主动悬架不仅阻尼特性连续可控，而且可调节悬架刚度，在悬架系统上附加一个可控制作用力的装置。
主动悬架又有电磁阀驱动的油气式悬架和步进电机驱动的空气悬架等形式。
半主动悬架不再强调在大宽带下对悬架的控制，使能量消耗和功率要求大幅度下降，在横向和垂直方向动力学方面仍能保持全主动悬架系统的性能[3]。
悬架按结构分可分为独立悬架和非独立悬架。
非独立悬架是指两侧的车轮安装在一副整体式的车桥上，车桥通过弹性元件与车架相连的悬架。
缺点是该悬架当一侧车轮跳动时，将要影响另一侧车轮的工作，优点是结构简单、制造方便。
非独立悬架因其结构简单，工作可靠，而被广泛应用于货车的前、后悬架。
在轿车中，非独立悬架仅用于后桥。
它的类型可分为平行钢板弹簧式悬架和连杆式螺旋弹簧式悬架[4]。
汽车悬架系统的原理传统汽车悬架由控制臂连杆、弹簧、减震器和稳定杆等基本构件组成。
弹簧的作用是承受并传递垂直载荷，缓和汽车在不平路面上行驶时所引起的冲击。
轿车使用的弹簧的种类很少，主要受悬架方式的限制，目前使用的悬架弹簧主要有螺旋弹簧、钢板弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧、油气弹簧和橡胶弹簧[5]。
螺旋弹簧即一根钢丝卷成螺旋状的弹簧，是现在轿车里使用最多的弹簧。
与钢板弹簧相比，它具有良好的吸收冲击的能力，可改善乘坐舒适性。
但是弹簧很长使安装部位突出，很难使悬架系统布置得十分紧凑。
钢板弹簧多用于厢式车及卡车，它是由若干个细长弹簧片组合而成。
这种弹簧比螺旋弹簧的结构简单，成本低，可紧凑地装配于车身底部。
钢板弹簧在工作时会发生各片间的干摩擦，弹簧本身具有衰减效果。
扭杆弹簧是利用具有扭曲刚性的弹簧钢制成的。
它的一端固定于车身，另一端与悬架控制臂相连。
气体弹簧是利用充入气体的可压缩性起弹簧的作用，多用于旅游大客车，也有一部分轿车用它来代替金属弹簧。
减震器的作用是加速车身震动的衰减，改善汽车行驶平顺性和乘坐舒适性。
它与弹性元件并联，安装于车身架与车桥之间。
它的工作原理是将车身的机械能转化为热能被减震器内介质吸收，散入大气中。
减震器阻尼力越大，震动消除得越快。
但因其与弹性元件并联使用，过大的阻尼力将导致弹簧的缓冲作用不能充分发挥，甚至导致弹簧减震器连接零件及车架的损坏，所以减震器的阻尼力要适中，以使其与弹性元件匹配。
减震器可分为双作用式减震器、单作用式减震器、充气加压式减震器、阻力可调式减震器。
稳定杆具有减少转弯时车身侧倾作用，主要用于前轮，有时也用于后轮。
稳定杆是“J”型扭力杆的一种，中央部位利于橡胶衬套安装在车身上，两端固定于悬架控制臂上。
汽车转弯车身侧倾时，悬架由于离心力使外轮侧稳定杆压沉同时内轮侧稳定杆被拉长，发生扭曲。
因为稳定杆是起弹簧的作用，所以会产生恢复力，这个抬起外侧车轮的力使车身又保持平衡。
控制臂是悬架的骨架，控制臂·一般有上控制臂和下控制臂之分。
球节是连接转向节和控制臂的结构，当汽车转向时允许转向节在控制臂之间转动，同时他们还允许控制臂上下运动。
球节可分为承载球节和非承载支撑球节，而承载球节又分为压缩承载球节和拉伸承载球节[6]。
4.汽车悬架系统的新技术为提高汽车的安全性、可靠性和乘坐舒适性，近年汽车悬架系统采用了许多新部件和新式装置。
悬架和转向系统中出现的新技术有空气弹簧、电控减振器、主动悬架电控平顺性和操纵稳定性等。
(1)新型悬架电控系统随着汽车结构和功能的不断改进和完善，研究汽车振动，设计新型悬架电控系统，将振动控制到最低水平是提高现代汽车品质的重要措施。
汽车振动是影响汽车行驶平顺性和操纵稳定性，以及汽车零部件疲劳寿命的重要因素。
严重的振动还会影响汽车的行驶速度，并产生环境噪声污染。
汽车减振主要使用悬架系统。
悬架系统一般由弹性元件和阻尼元件构成，用以缓冲和吸收因路面不平而产生的激振力，同时承受汽车转向时产生的侧倾力。
而汽车行驶的平顺性与操纵稳定性在汽车设计中又是矛盾的，故传统悬架系统难以同时满足这种要求[7]。
工业发达国家在70年代就己经开始研究基于振动主动控制的悬架系统，这种悬架系统是典型的非线性机、电、液一体化动力系统。
近年来，随着现代控制理论的发展，对最优控制、自适应控制、模糊控制、人工神经网络控制等的研究，不仅在理论上取得令人瞩目的成绩，同时已开始应用于汽车悬架系统的振动控制。
现代汽车悬架的结构形式和振动控制方法随时在更新和完善。
按导向机构的形式，可分为独立悬架和非独立悬梁两大类。
