基于逆模型的磁流變半主動懸架控制器設(shè)計.pdf

1、由于半主動懸架的成本低、能耗低、結(jié)構(gòu)簡單，且在平順性控制中具有較好的效果，使得半主動懸架在未來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，使得其成為建筑、機械、汽車等領(lǐng)域減震研究的熱點。本文針對磁流變阻尼器的復(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懸架控制方法。
　　本文首先結(jié)合實驗數(shù)據(jù)和相關(guān)文獻(xiàn)研究了磁流變阻尼

2、器的非線性動態(tài)特性，并對現(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，單條多項式曲線能夠較好的擬合阻尼器某一振動方向的特性，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態(tài)特性的模型，且這兩種模型結(jié)構(gòu)都較為簡單。
　　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)計了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆模型和多項式逆模型，并

3、在不同電流變化頻率和振動頻率下對二者在擬合磁流變阻尼器逆特性方面進(jìn)行了對比分析，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，且計算較為復(fù)雜，故本文選取多項式逆模型將期望阻尼力轉(zhuǎn)化為控制電流。
　　通過分析“天棚”和ADD(Acceleration-Driven-Damper)兩種典型的半主動懸架控制方法，并基于建立的多項式逆模型，對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。為了驗證改進(jìn) A

4、DD算法的減震性能，在Simulink下設(shè)計了1/4磁流變半主動懸架仿真環(huán)境，對改進(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。為了進(jìn)一步驗證改進(jìn) ADD算法的減震性能，針對1/4半主動懸架設(shè)計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)行對比分析，結(jié)果表明結(jié)合改進(jìn) ADD算法和多項式逆模型的半主動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個懸架之間的