鐵道車輛半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)振動(dòng)控制研究.pdf

1、懸掛系統(tǒng)作為車輛系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的好壞將直接影響車輛乘坐舒適度和行駛平穩(wěn)性的優(yōu)劣。對(duì)車輛懸掛系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，是提高車輛乘坐舒適性的有效方法，目前，基于磁流變阻尼器的半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)已成為車輛懸掛控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。本文針對(duì)磁流變阻尼器半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)，對(duì)其控制策略展開了較為深入的研究。
　　簡(jiǎn)要介紹了車輛懸掛系統(tǒng)的分類，闡述了磁流變阻尼器的工作原理，并建立了磁流變阻尼器Sigmoid模型，在此基礎(chǔ)上分析了參數(shù)的變化對(duì)其

2、特性的影響。同時(shí)在MATLAB/Simulink環(huán)境中建立了以美國(guó)六級(jí)軌道譜作為軌道激勵(lì)的被動(dòng)懸掛系統(tǒng)和基于磁流變阻尼器的半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)仿真模塊圖。最后介紹了車輛性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　針對(duì)系統(tǒng)控制過(guò)程中存在的時(shí)滯問(wèn)題，建立了單自由度含時(shí)滯磁流變半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。介紹了磁流變控制系統(tǒng)的時(shí)滯來(lái)源，并仿真分析了時(shí)滯對(duì)磁流變半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的影響。隨后運(yùn)用多尺度法對(duì)運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)行求解，得到幅頻特性曲線方程。通過(guò)MATLAB編程分析了

3、非線性剛度系數(shù)、磁流變半主動(dòng)阻尼系數(shù)、時(shí)滯量等參數(shù)對(duì)幅頻響應(yīng)曲線的影響，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，結(jié)果表明，合理的半主動(dòng)反饋?zhàn)枘嵯禂?shù)和時(shí)滯量可以有效地抑制系統(tǒng)的振動(dòng)，但當(dāng)參數(shù)選擇不合適時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)振動(dòng)增大，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)破壞，驗(yàn)證了時(shí)滯反饋控制對(duì)抑制車輛振動(dòng)的有效性。
　　結(jié)合車輛系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀況，設(shè)計(jì)了以車身加速度和車身與轉(zhuǎn)向架之間的速度差作為控制器的兩個(gè)輸入變量、以磁流變阻尼器所需電流作為控制器的輸出變量的模糊控制策略，在MAT

4、LAB/Simulink環(huán)境中建立了基于模糊控制的兩自由度及六自由度半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)仿真模型。仿真結(jié)果表明，基于模糊控制的半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的減振效果要明顯好于被動(dòng)懸掛系統(tǒng)，車輛乘坐舒適度和行駛平穩(wěn)性得到有效提高。
　　由于模糊控制策略的參數(shù)是靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)隨機(jī)獲得的，具有不確定性，針對(duì)這一問(wèn)題，提出了基于粒子群優(yōu)化的模糊控制策略，通過(guò)對(duì)其量化、比例因子的優(yōu)化來(lái)尋找最優(yōu)參數(shù)使控制效果達(dá)到更佳。首先介紹了粒子群優(yōu)化算法的原理及優(yōu)化流程，并