基于磁流變阻尼器的汽車(chē)半主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著高速公路網(wǎng)的完善以及汽車(chē)普及度的提高，人們對(duì)汽車(chē)平穩(wěn)性有了更高的要求，希望在保證安全的前提下能有更好的舒適感。懸架是連接車(chē)輪和車(chē)體的重要元部件，它的性能優(yōu)劣直接關(guān)系到汽車(chē)的品質(zhì)的高低。現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是被動(dòng)懸架，該懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方案成熟、可靠性高，制造成本低。從主觀(guān)角度出發(fā)，希望汽車(chē)同時(shí)具備最優(yōu)的平順性和穩(wěn)定性，但被動(dòng)懸架的這兩個(gè)性能卻是相互矛盾的，無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足。主動(dòng)懸架中配備一個(gè)力發(fā)生器取代傳統(tǒng)懸架中的減震器，可以根據(jù)不同的外

2、界干擾主動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的阻尼力調(diào)整車(chē)身狀態(tài)，因而具有良好的減振性能，但是其制造成本高、能耗大而無(wú)法適用于廣大的消費(fèi)者。半主動(dòng)懸架介于主動(dòng)和被動(dòng)懸架之間，它是在被動(dòng)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)可調(diào)阻尼力，可以根據(jù)不同路況調(diào)節(jié)阻尼力保持車(chē)輛的平穩(wěn)，而且能耗小，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。
　　通過(guò)磁流變阻尼器實(shí)現(xiàn)汽車(chē)懸架半主動(dòng)控制是一種具有廣泛應(yīng)用前景的方法。磁流變阻尼器響應(yīng)速度快，可根據(jù)電流大小的變化在幾毫秒內(nèi)作出反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)輸出阻尼力的無(wú)級(jí)控制，而且性能

3、安全可靠。因此，本文研究磁流變阻尼器的工作原理，并將其作為智能減振器應(yīng)用于懸架系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)懸架的半主動(dòng)控制。在實(shí)際控制中，還需要建立磁流變阻尼器逆模型，產(chǎn)生期望阻尼力所需的控制電流。由于磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，變量多，非線(xiàn)性強(qiáng)，很難獲得精準(zhǔn)的逆模型，所以本文利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可逼近任意非線(xiàn)性函數(shù)的特性，建立磁流變阻尼器的逆模型，解決由力反推電流的難題。
　　本文以基于磁流變阻尼器的汽車(chē)半主動(dòng)懸架為研究對(duì)象，以提高懸架系統(tǒng)平穩(wěn)性為目的，

4、提出利用磁流變阻尼器代替?zhèn)鹘y(tǒng)阻尼器作用于懸架，形成基于磁流變阻尼器的汽車(chē)半主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)。首先，為全面反映車(chē)體振動(dòng)情況，建立四自由度1/2汽車(chē)懸架模型并對(duì)懸架系統(tǒng)進(jìn)模糊PID控制，為進(jìn)一步彌補(bǔ)模糊PID存在的不足，設(shè)計(jì)了模糊神經(jīng)控制器，將車(chē)身垂直加速度e和加速度的變化率ec作為控制器的輸入，期望阻尼力F作為控制器的輸出，最后對(duì)該汽車(chē)懸架系統(tǒng)進(jìn)行仿真，通過(guò)對(duì)路面輸入為白噪聲和減速帶的仿真分析驗(yàn)證了建立的模型和所設(shè)計(jì)控制算法的有效性;通過(guò)