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基于磁流变阻尼器的发动机隔振神经网络控制的研究
| 论文题名： | 基于磁流变阻尼器的发动机隔振神经网络控制的研究 |
| 关键词： | 磁流变阻尼器;神经网络PID控制;汽车发动机;隔振控制 |
| 摘要： | 发动机是汽车振动和主要噪声源之一，它的振动会产生多个不同振源、不同振型的复杂振动，混合叠加后就使发动机的振动具有宽频、多振源和多主频的特征。目前主要采用橡胶式、被动液压式发动机悬置来隔振和降噪。但是，难以满足在宽频带上的隔振和降噪要求，只能在一定工况下使发动机振动起到很好的隔振效果，不能满足使用工况的变化。基于磁流变液悬置的神经网络半主动控制，它能根据发动机工况的变化，按照设定的控制目标，主动调节发动机悬置中磁流变液的可控阻尼力，以达到隔振和降噪的最佳效果，从而使得研究基于神经网络的控制方法对发动机振动隔离成为必要。 本文在分析磁流变(Magnetorheologica，简称MR)阻尼器的结构及其力学特性基础上，建立了MR阻尼器阻尼力的理论计算模型；按照柴油发动机悬置安装技术要求设计制作了基于挤压模式的磁流变液可控悬置，在国家客车质量检测中心对磁流变悬置进行了示功特性检测，并将试验测试结果与MR阻尼器阻尼力计算模型进行数值仿真结果进行了比较；在对直列四缸柴油机的激励源分析后，建立了发动机隔振控制系统动力学模型，并且提出了神经网络PID控制方法；最后在不同工况下，对基于PID控制和神经网络PID控制的磁流变悬置与橡胶悬置的发动机隔振控制模型进行了仿真，并对比分析了不同控制方法的隔振效果。 通过以上研究，得出了在激振速度和激振频率相同的条件下，MR阻尼器示功曲线所包围的面积随着线圈励磁电流强度的增加逐渐增大，阻尼器的阻尼力在逐渐增大，而循环耗散功与激励频率、励磁电流之间存在非线性关系。同时，将发动机振动的位移和速度作为发动机悬置隔振效果的评估指标是合理的。最后在所建立的磁流变悬置隔振系统的动力学模型的基础上，设计了神经网络PID控制器，并利用MATLAB软件及相应的工具箱建立了基于磁流变悬置的发动机隔振仿真系统，在不同工况下，对此进行了数值仿真分析。仿真结果表明，神经网络PID控制的隔振效果优于PID控制的磁流变悬置和橡胶悬置。 |
| 作者： | 段伟建 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 简晓春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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