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原文传递基于磁流变技术的半主动悬架预瞄控制技术的研究

论文题名：	基于磁流变技术的半主动悬架预瞄控制技术的研究
关键词：	流变技术;半主动悬架;磁流变阻尼器;预瞄模糊控制;悬架系统;控制技术;阻尼力;主动悬架控制;特性实验;汽车;路面激励;控制方法;电流;实验系统;动态特性;预瞄技术;整车模型;仿真与分析;平顺性;计算机
摘要：	根据磁流变液在外加磁场作用下的粘度、阻尼系数可变等流变特性，通过控制外加磁场来改变磁流变阻尼器的阻尼力特性，进而提高汽车悬架系统性能的研究，已成为国内外汽车技术研究的热点课题之一。针对目前汽车半主动磁流变悬架控制技术中，由于常用道路测量方法的滞后性，而使磁流变悬架系统出现综合控制性能指标大大降低，甚至丧失平顺性的严重问题，论文以“基于磁流变技术的半主动悬架预瞄控制技术的研究”为题，将磁流变和预瞄技术综合应用到汽车半主动悬架控制系统中，研究了影响汽车平顺性的磁流变阻尼器的输入电流与路面激励之间的关系，并在此基础之上将预瞄与模糊控制技术相结合，在通过预瞄技术获得路面激励的情况下，利用模糊控制方法，获取磁流变阻尼器的控制电流与路面激励的相互关系，并以此来控制磁流变阻尼器阻尼力的变化，改善汽车磁流变半主动悬架系统的平顺性。在此基础上，研制汽车磁流变半主动悬架控制的实验系统。　　论文首先对磁流变阻尼器的重要组成部分即磁流变液的成分及其流变特性进行了分析，并推导出磁流变阻尼器在混合工作模式下的阻尼力计算公式。通过磁流变阻尼器性能实验，对磁流变阻尼器进行了建模，从而确定磁流变阻尼力与励磁电流之间的关系。　　然后，论文以07款Mazda6车型为研究对象，分别建立了1/4磁流变半主动悬架模型和七自由度整车模型。在MATLAB仿真环境下，以悬架动态特性评价指标中的车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移为评价标准，对1/4磁流变半主动悬架的PID控制方法和LQG控制方法进行了计算机仿真与分析。　　接着，论文对基于磁流变技术的半主动悬架预瞄控制原理进行了研究，并以此为基础，结合磁流变阻尼器模型和七自由度整车模型，建立了基于预瞄模糊前馈控制技术的整车磁流变半主动悬架模型。根据磁流变阻尼器阻尼力与调节电流的关系，提出预瞄模糊控制的方法，该方法通过将预瞄路面位移和预瞄位移变化率作为模糊控制器输入，磁流变阻尼器阻尼力与调节电流的关系作为模糊控制规则，磁流变阻尼器控制电流作为输出，通过模糊计算机控制器来实现基于磁流变技术的半主动悬架预瞄模糊控制。并在MATLAB/SIMULINK环境下，针对不同的道路情况，对该方法进行了计算机仿真与分析。　　最后，论文研制了汽车磁流变半主动悬架测控实验系统，该系统由1/4磁流变半主动实验悬架、MTS激振源、悬架振动信号采集系统和磁流变阻尼器控制系统组成。利用该实验系统，分别在不同模拟路面激励条件下以Labview虚拟仪器作为测控平台进行了恒定电流下磁流变阻尼器阻尼特性实验、正弦电流下的磁流变半主动悬架特性实验以及预瞄模糊控制下的磁流变半主动悬架的输出特性、动态特性和控制特性实验，根据实验结果，研究了基于预瞄模糊前馈控制技术的磁流变半主动悬架控制方法与半主动悬架动态特性之间的关系。
作者：	喻晶
专业：	车辆工程
导师：	李礼夫
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华南理工大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文