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磁流变阻尼器作为半主动悬架的一种典型的执行元件,其动力学建模与控制算法的设计是目前车辆动力学研究的热点问题。磁流变阻尼器具有动态范围大、响应速度快、功耗低等特点,而实现磁流变阻尼器阻尼特性的快速精确控制需要高度精确的动力学模型来表征其动态特性,进而可进行控制器的设计开发。此外,为了实时跟踪所需的阻尼力信号,半主动悬架控制器还需要一个精确的逆模型。针对目前的模型不能精确地描述磁流变阻尼器在不同激励条件下的强非线性特征,本文提出了考虑剪切项滞回特性的磁流变阻尼器魔术公式参数模型,来用以表征其动力学特性,并在此基础上建立了其逆动力学模型。同时,还将该模型应用于半主动悬架控制算法研究中,进行了四分之一车辆的悬架控制系统的台架试验,验证了所提出的磁流变正逆模型的精确性。本文主要研究内容包括以下几个方面:一、提出了基于磁流变魔术公式模型的改进参数模型。引入了剪切滞回宽度因子,摩擦平滑因子和粘性滞回宽度因子等,并利用遗传算法对模型中各参数进行辨识,得到了完备的磁流变阻尼器参数模型。改进的磁流变魔术公式模型可以更精确地表征阻尼器的非线性动态特性,因而为磁流变半主动悬架的动力学分析与控制提供了理论模型的基础。二、基于改进的参数模型,建立磁流变阻尼器逆动力学模型。分别利用自适应神经模糊技术和直接逆推的方法建立了不同的磁流变逆动力学模型。通过与正模型所产生的精确验证数据的对比,证明了所提出的逆模型可准确地预测控制电流并密切地跟踪所期望的阻尼力。同时,通过与其它三种常用的逆模型所预测电流和预测阻尼力的比较,揭示了所提出逆模型的准确性和优缺点。三、将提出的磁流变阻尼器逆模型应用到了半主动悬架控制系统。通过搭建四分之一车辆悬架系统的Simulink仿真模型,分别在正弦激励、冲击激励和随机激励的条件下,对比分析了两种半主动悬架控制算法的控制效果。结果表明,所提出的逆模型有效,能实现半主动悬架控制算法的理想控制效果,也为控制算法的台架试验提供了算法和软件基础。四、参与设计并搭建了四分之一车辆悬架系统试验平台,它包括改建的机械台架、电液伺服作动器、传感测控系统、信号传输系统和数据处理系统及快速原型控制器部分。在试验平台上,验证了半主动悬架的控制算法及所提出的磁流变阻尼器正逆动力学模型,结果表明:所提出的模型为进一步设计更有效的控制算法提供了理论基础,同时试验平台的搭建也为算法的开发提供了有效的验证工具。