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磁流变智能车辆悬架的混沌分析与控制
| 论文题名： | 磁流变智能车辆悬架的混沌分析与控制 |
| 关键词： | 车辆悬架;磁流变阻尼器;非线性运动;模糊滑模控制;混沌分析 |
| 摘要： | 悬架系统作为现代车辆的重要组成部分，其性能的好坏直接影响车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。其中，基于磁流变阻尼器(Magneto_ rheological Damper，简写MRD)的半主动悬架系统，由于响应快、功耗低、可控性强等优点，已成为当前该领域的研究热点。然而MRD具有很强的滞环特性，使得磁流变悬架系统在激励的作用下产生复杂的非线性动力学行为，这是目前影响磁流变悬架系统得到实际推广应用的重要制约因素之一。因此，研究磁流变悬架系统的非线性运动特性，进而设计出性能优良的半主动控制器具有重要意义。 本文首先以双自由度1/4车辆模型为研究对象，采用MRD的滞环阻尼力-速度模型，建立磁流变悬架系统的动力学方程。用混沌理论分析非线性磁流变悬架系统在简谐路面作用下随激励频率、激励幅值的分岔特性，并利用相平面图、Poincaré截面和功率谱等多种方法详细描述了通向混沌振动的路径。同时，结合悬架系统半主动控制原理，进一步探讨悬架系统在低频段和中频段内对控制电流的敏感性。 其次，综合考虑悬架系统的车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷三项性能指标，提出了一种以车身加速度和MRD速度差为输入变量，以MRD励磁电流为输出的二维模糊控制器。通过谐波激励和随机路面的仿真实验，对控制策略进行验证。然后，在半主动悬架滑模控制器为基础上，结合模糊控制，提出复合的模糊滑模控制策略。该策略能够将悬架系统中所产生的混沌振动控制到稳定的周期轨道，从而抑制了混沌振动产生的不利影响，并进一步对比滑模控制的频域和时域仿真结果，验证了所设计的模糊滑模控制的有效性。 通过本文的研究，不仅揭示了磁流变悬架系统的非线性动力学行为，还提出了有效的半主动复合控制策略，为今后深入研究车辆悬架的动力学机理和控制提供一定的理论依据。 |
| 作者： | 黄苗玉 |
| 专业： | 电气工程；电力电子与电力传动 |
| 导师： | 王恩荣;闵富红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京师范大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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