原文传递
基于磁流变阻尼器的半主动悬架系统控制策略研究
| 论文题名： | 基于磁流变阻尼器的半主动悬架系统控制策略研究 |
| 关键词： | 半主动悬架;滑模;模糊自适应;磁流变阻尼器 |
| 摘要： | 随着汽车工业的不断发展，人们对汽车的性能、安全性、舒适性等方面的要求逐渐提升，这也导致了对悬架系统的性能要求越来越高。相比于阻尼和弹簧等参数不能主动调节的被动悬架，半主动悬架采用磁流变阻尼器（MRD）等智能材料技术，能够根据路面情况和车速等信息自动调节阻尼力，提高驾驶舒适性，因此其在汽车悬架的振动控制中颇有应用前景。为了改善磁流变半主动悬架对车辆振动的抑制效果，本文主要针对MRD模型精度低以及半主动悬架系统控制适应性差的问题，利用理论分析和模型仿真的方法，进行以下几个方面的研究： （1）对MRD进行力学特性测试实验并进行理论建模。首先分析MRD的工作原理，搭建拉伸测试平台，进行MRD的力学特性测试。其次通过测试结果对力-位移和力-速度关系进行分析，选择双曲正切模型描述MRD的力学特性，使用遗传算法和最小二乘法组合的方式对模型参数进行识别，然后根据识别结果，拟合参数与电流的关系，建立通用性较强的正模型。最后利用自适应神经模糊推理系统（ANFIS），以正模型生成训练数据集，建立MRD的逆模型。 （2）建立道路模型和半主动悬架系统模型。首先针对路况较复杂的路面，建立相对颠簸的高凸与坑槽路面模型。其次以白噪声滤波的方法建立相对平稳的随机路面模型，然后以汽车的垂向运动作为研究对象，建立被动悬架与半主动悬架的两自由度模型。最后简述了悬架系统性能的评价指标。 （3）设计半主动悬架系统的PID控制器和模糊PID控制器。首先以车辆的垂向加速度最小为控制目标，进行半主动悬架系统的PID控制器设计。然后针对PID参数不可随系统状态实时调整的问题，利用模糊方法对控制目标的误差及其变化率进行跟踪，根据PID控制原理制定模糊规则，实现对PID参数的实时控制，提高悬架系统对不同路面的适应性。最后使用模型仿真的方法对控制器的适用性进行验证。 （3）设计半主动悬架系统的滑模控制器和模糊自适应滑模控制器。首先以车辆的垂向运动速度及位移作为误差矢量，设计半主动悬架系统的滑模控制器，采用指数趋近律的方法抑制抖振。然后根据滑模运动的性质，以滑模运动状态为参考设计模糊规则，利用模糊控制器实现对趋近律参数的自适应调整，提升悬架系统的响应速度和稳定性。最后通过模型仿真验证控制策略的有效性。 |
| 作者： | 汤天宇 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 沙树静 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2023 |
检索历史
应用推荐
