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磁流变液减振器建模及磁流变半主动悬架控制研究
| 论文题名： | 磁流变液减振器建模及磁流变半主动悬架控制研究 |
| 关键词： | 磁流变液减振器;半主动悬架;非参数化模型;模糊控制;微粒群优化算法 |
| 摘要： | 半主动悬架系统在减振方面的控制效果接近主动悬架，且半主动悬架结构简单、工作可靠、而且只需要较少的控制能量因此成为悬架技术研究的主要方向。随着智能控制技术的迅速发展和新型智能材料的出现，汽车悬架技术的研究也有了长足的进步。由于磁流变液具有较好的可控性、响应迅速等优点，基于磁流变技术的半主动悬架逐渐成为悬架技术研究的一个重要方向，同时也是是今后最有希望投入批量生产的半主动悬架形式。 然而，用于半主动悬架的磁流变液减振器技术尚不完善，不成熟的磁流变液减振器力学模型和控制策略也制约着其实际应用。现有的磁流变液减振器力学模型中简单的模型适用性强但不准确，复杂的模型多只适用于特定的情况，不便于实际控制。控制策略方面也是如此，常用的控制策略多不能充分利用磁流变液减振器的减振功能而降低控制效果;复杂的控制策略不同程度的存在有模型复杂、计算量大或实时性差等问题。因此，本文主要围绕建立一种准确、有效且适用性强的磁流变液减振器模型和易于实现的磁流变半主动悬架控制器两方面开展研究工作。 本文首先了解磁流变液的特性及其流变机理，分析了各种形式磁流变液减振器的工作方式。然后通过减振性能试验详细研究了磁流变液减振器的阻尼力动态特性，分析减振器阻尼力及其滞回特性分别关于不同输入激励及所施加电压的变化关系。 在分析总结磁流变液减振器现有的参数化模型和采用智能算法模型的建模理念、优点及缺点的基础上，结合减振器试验数据的分析结论，本文提出了一种模糊非线性模型:该模型采用模糊理论描述减振器的滞回特性结合参数化方法拟合阻尼力随电压及速度变化关系，经验证该模型能够准确的描述磁流变液减振器的阻尼力及其迟滞特性。推导了基于该模型在理想阻尼力下控制电压的计算方法，从而方便实现磁流变液减振器的开环控制。 参考天棚阻尼控制理论，在Matlab中设计了基于磁流变液减振器的半主动悬架模糊控制器，通过仿真试验证实磁流变液减振器具有良好的减振性能，验证了本文所给出的阻尼力控制电压计算方法是可行的。通过编程引入微粒群优化算法，对所设计模糊控制器的隶属度函数形状、位置参数和模糊控制规则以降低车身加速度为目的进行优化，经过仿真对比，研究表明微粒群算法优化后的模糊控制器性能得到了明显的提升。 |
| 作者： | 杨海 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 潘公宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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