基于逆模型的磁流變半主動(dòng)懸架控制器設(shè)計(jì).pdf

1、由于半主動(dòng)懸架的成本低、能耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且在平順性控制中具有較好的效果，使得半主動(dòng)懸架在未來(lái)大眾化汽車中有廣泛的應(yīng)用前景。磁流變液阻尼器作為半主動(dòng)懸架的重要構(gòu)成元件之一，由于其能耗低、響應(yīng)速度快、控制帶寬范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，使得其成為建筑、機(jī)械、汽車等領(lǐng)域減震研究的熱點(diǎn)。本文針對(duì)磁流變阻尼器的復(fù)雜非線性特性，基于阻尼器逆模型，給出了一種采用阻尼力作為控制量的磁流變半主動(dòng)懸架控制方法。
　　本文首先結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)文獻(xiàn)研究了磁流變阻尼

2、器的非線性動(dòng)態(tài)特性，并對(duì)現(xiàn)有的磁流變阻尼器參數(shù)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了對(duì)比分析。分析結(jié)果表明在現(xiàn)有磁流變阻尼器模型中，單條多項(xiàng)式曲線能夠較好的擬合阻尼器某一振動(dòng)方向的特性，而雙曲正切模型是一種能夠根據(jù)靜態(tài)參數(shù)進(jìn)行擬合且能較好反映動(dòng)態(tài)特性的模型，且這兩種模型結(jié)構(gòu)都較為簡(jiǎn)單。
　　根據(jù)磁流變阻尼器模型分析結(jié)果，建立了以阻尼力為控制量的1/4半主動(dòng)懸架模型，確定本文采用基于逆模型的控制器結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上分別設(shè)計(jì)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆模型和多項(xiàng)式逆模型，并

3、在不同電流變化頻率和振動(dòng)頻率下對(duì)二者在擬合磁流變阻尼器逆特性方面進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明基于雙曲正切模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆模型由于受樣本數(shù)量限制，且計(jì)算較為復(fù)雜，故本文選取多項(xiàng)式逆模型將期望阻尼力轉(zhuǎn)化為控制電流。
　　通過(guò)分析“天棚”和ADD(Acceleration-Driven-Damper)兩種典型的半主動(dòng)懸架控制方法，并基于建立的多項(xiàng)式逆模型，對(duì)ADD算法進(jìn)行了改進(jìn)，得到了以期望阻尼力為控制量的改進(jìn) ADD算法。為了驗(yàn)證改進(jìn) A

4、DD算法的減震性能，在Simulink下設(shè)計(jì)了1/4磁流變半主動(dòng)懸架仿真環(huán)境，對(duì)改進(jìn)ADD算法在頻率上進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明改進(jìn)后的ADD算法能夠克服原算法在低頻段減震效果不佳的缺點(diǎn)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證改進(jìn) ADD算法的減震性能，針對(duì)1/4半主動(dòng)懸架設(shè)計(jì)了以阻尼力為控制量的最優(yōu)控制器，并與改進(jìn)的ADD算法進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明結(jié)合改進(jìn) ADD算法和多項(xiàng)式逆模型的半主動(dòng)懸架控制方法能夠達(dá)到近似最優(yōu)的減震效果。
　　考慮到4個(gè)懸架之間的