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原文传递基于轴距预瞄的半主动悬架模糊神经网络控制研究

论文题名：	基于轴距预瞄的半主动悬架模糊神经网络控制研究
关键词：	半主动悬架;阻尼减振器;轴距预瞄控制;模糊神经网络;参数辨识
摘要：	悬架是汽车底盘的关键子系统，对车辆的行驶平顺性和安全性具有重要影响。半主动悬架具有较高的性价比，可较好地协调车辆行驶平顺性和操纵稳定性之间的矛盾，成为汽车电子控制技术领域的研究热点之一。　　国内外针对半主动悬架的结构及控制策略进行了较多研究，但可调阻尼减振器的响应过程存在较大的时滞，成为制约其控制实时性的技术瓶颈。预瞄控制作为一种近年来开始研究的半主动悬架控制方法，可提前预测路面不平度信息，有效解决可调阻尼减振器响应时间滞后的问题，满足对半主动悬架的实时控制要求。本文基于轴距预瞄控制理论，研究半主动悬架的模糊神经网络控制策略，探索改善半主动悬架性能的新理论和新技术，主要进行以下方面的研究工作：　　 1.半主动悬架预瞄控制工作原理研究建立了半主动悬架的动力学模型和路面模型，分析了半主动悬架预瞄控制系统结构及其工作原理，提出了路面不平度特征参数辨识算法和半主动悬架阻尼值控制决策原理，为基于轴距预瞄的半主动悬架模糊神经网络控制提供理论基础。　　 2.基于轴距预瞄的半主动悬架模糊神经网络控制策略研究基于半主动悬架轴距预瞄控制原理，提前获取路面不平度信息，融合模糊控制的推理能力和神经网络控制的自学习能力，提出了基于轴距预瞄的半主动悬架模糊神经网络控制策略，并进行了仿真分析，为可调阻尼减振器控制器的设计提供理论指导。　　 3.半主动悬架系统关键零部件设计基于共轭梁法计算阻尼阀片变形，建立减振器阻尼特性模型，设计了一种新的步进电机驱动的节流口可调阻尼减振器，利用台架试验得到了减振器的平均阻尼和步进电机转角之间的对应关系，得到了可调阻尼力和步进电机转角之间的曲线函数关系，开发了基于C8051微控制器的半主动悬架控制器软硬件，为半主动悬架的控制规律设计及实车道路试验研究提供了硬件支持。　　 4.预瞄控制实车试验研究设计了半主动悬架的实车试验系统，进行了实车道路试验，对比分析了道路试验结果和仿真计算结果，验证了半主动悬架系统的合理性、有效性和控制效果。　　研究表明，仿真计算和试验结果基本吻合。基于轴距预瞄半主动悬架及其控制系统有效，车身垂直加速度和俯仰角加速度等都有较大幅度下降。路面脉冲输入仿真结果表明：车速为20km/h时，预瞄控制后轮处车身加速度峰值和标准差比被动系统分别减少了45.5％、45.2％，质心垂直加速度峰值和标准差比被动悬架系统分别减少了48.4％、46.2％；与模糊控制半主动悬架系统相比，预瞄控制后轮处车身加速度峰值和标准差分别减少了11.4％、16.2％；质心垂直加速度峰值和标准差分别减少了17.4％、21.0％。砂石路的随机路面输入实车试验结果表明：车速为40km/h时，预瞄控制的右后车身垂直加速度峰值和标准差比被动悬架系统分别下降了11.00％、21.69％，车身俯仰角加速度峰值和标准差分别下降了14.22％、7.33％；与模糊控制半主动悬架系统相比，右后车身垂直加速度峰值和标准差分别下降了4.73％、6.70％，车身俯仰角加速度峰值和标准差分别下降了6.48％、4.09％，在人体敏感的频段(4 Hz～8 Hz)，车身振动能量均有所下降。基于轴距预瞄的半主动悬架模糊神经网络控制将车辆前轮处所感受到的路面输入信息作为后轮输入的预瞄信息，在控制策略中包含系统未来信息，基本解决了可调阻尼减振器的响应过程存在较大的时滞制约控制实时性的问题，实现了车辆行驶过程中平顺性与安全性的良好匹配。
作者：	贝绍轶
专业：	车辆工程
导师：	陈龙;江浩斌
授予学位：	博士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文