汽車懸架作為車輛結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中關(guān)鍵組成,其功用是緩沖及消減外部激勵與車輛工況變化所導(dǎo)致的振動,懸架性能優(yōu)劣決定了汽車行駛平順性與安全性。在懸架的幾種分類中,半主動懸架兼顧穩(wěn)定性與自適應(yīng)能力,同時需要很少的外部能源輸入。本文以MR半主動懸架作為控制對象,針對變論域模糊控制中伸縮因子的描述方式,設(shè)計了三種不同的伸縮因子控制器。采用遞進的方式,一步一步完善控制器設(shè)計中出現(xiàn)的問題,力求設(shè)計較為完善的變論域控制器,為變論域模糊控制理論應(yīng)用于實驗?zāi)Ｐ吞峁├碚摶A(chǔ)。研究過程主要分為如下幾個部分:(1)磁流變減振器力學(xué)特性試驗及力學(xué)模型的建立針對本文所選取的磁流變減振器,首先測量分析其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、有效行程、最大電流等基本信息;其次,采用西安力創(chuàng)公司所設(shè)計的減振器試驗臺架對本文所選減振器進行實驗數(shù)據(jù)采集同時進行實驗數(shù)據(jù)整理與擬合:最后通過對比各種減振器力學(xué)模型優(yōu)缺點,選取基于自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)的非參數(shù)化模型對本文減振器進行力學(xué)建模,為下文半主動懸架系統(tǒng)建模及仿真實驗提供模型基礎(chǔ)。(2)1/2車輛半主動及被動懸架系統(tǒng)建模根據(jù)上文所搭建的MR減振器費參數(shù)化模型,通過自由度分析及模型簡化,構(gòu)造1/2車輛懸架物理模型,并根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)懸架系統(tǒng)動力學(xué)方程,并以此建立被動及半主動懸架MATLAB/SIMULINK仿真模型,同時對被動懸架系統(tǒng)進行平順性分析,為下文驗證所設(shè)計控制器有效性提供對比數(shù)據(jù)。(3)基于模糊推理的變論域模糊控制器(VUFC-FR)設(shè)計針對文中建立的1/2車輛磁流變半主動懸架系統(tǒng)控制電流描述問題,首先建立輸入電流T-S模糊控制器,該控制器輸入為車身加速度及懸架速度,輸出為控制電流。同時,考慮T-S模糊控制所存在的過分依賴專家經(jīng)驗的問題,文中構(gòu)造了兩個伸縮因子用以調(diào)整T-S模糊控制器兩個輸入變量的模糊論域,即在模糊規(guī)則不變的條件下,根據(jù)系統(tǒng)誤差大小對T-S模糊控制器的兩個輸入模糊論域進行伸縮變換,以提高控制器控制效果。的(4)基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變論域模糊控制器(VUFC-FNN)設(shè)計針對第二章所建立的1/2車輛磁流變半主動懸架系統(tǒng)控制電流描述問題,采用第三章所設(shè)計的T-S模糊控制器。但是考慮第三章所設(shè)計的模糊推理伸縮因子控制器存在的不足,即伸縮因子的選擇過度依賴于專家經(jīng)驗,設(shè)計了一種模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)用以描述伸縮因子,結(jié)合模糊控制的語言邏輯能力與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)能力,以期提高控制器控制精度。(5)基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與粒子群算法的變論域模糊控制器(VUFC-FNNPSO)設(shè)計針對第二章所建立的1/2車輛磁流變半主動懸架系統(tǒng)控制電流描述問題,采用第三章所設(shè)計T-S模糊控制器。但是考慮第四章針對模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所采用的訓(xùn)練算法存在的不足,即采用BP算法訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)時易陷入局部最優(yōu)的問題。設(shè)計一種融合BP與PSO算法的混合控制策略,其中,PSO算法作為一種群智能算法,其優(yōu)點是全局搜索能力強,與BP算法相融合,正好彌補其易陷入局部最優(yōu)的問題,以期獲取最優(yōu)網(wǎng)格節(jié)點系數(shù)。同時,在凸塊路面及隨機路面激勵下,通過與第三章及第四章所得到的基于模糊推理和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變論域模糊控制半主動懸架性能參數(shù)相比,驗證本章所設(shè)計控制器的有效性。對比發(fā)現(xiàn):上文所設(shè)計的基于FNN與PSO的變論域模糊控制器在應(yīng)用于半主動懸架時,半主動懸架各項性能指標均優(yōu)于VUFC-FR及VUFC-FNN控制半主動懸架。
【學(xué)位單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.33
【部分圖文】：

圖 1-1 汽車懸架結(jié)構(gòu)圖Fig.1-1 The structure of vehicle suspension術(shù)與制造工藝技術(shù)的發(fā)展，車輛懸架系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)也，無外乎由彈性元件、減振器及導(dǎo)向機構(gòu)等關(guān)鍵零部件般指懸架系統(tǒng)中的彈簧及其外部連接或保護元件(橡膠襯到?jīng)_擊載荷時發(fā)揮作用，在汽車駛過一些由于老化抑或惡元件用來減緩路面作用于車輪的沖擊力[4]。一方面，彈性的車身振動，另一方面，彈性元件可以緩沖載荷力防止設(shè)計剛度系數(shù)比較大，因為彈性元件還起著支撐車身重工況發(fā)生變化時(如汽車加速、減速、轉(zhuǎn)彎等)支撐車身載元件)主要用來吸收車身振動，如上所述，在路面狀況較性元件主要緩沖車輪傳遞的沖擊載荷，其主要作用仍是件吸收振動，車身會一直保持顛簸狀態(tài)直至因為慣性保

西安理工大學(xué)學(xué)術(shù)碩士專業(yè)學(xué)位論文取代作動器，消耗的能源更少，因此成本更低，而且兩者懸架性能相人員的的青睞[14-23]。來，研究人員開發(fā)出多種系數(shù)可調(diào)的阻尼器，其中，磁流變(magneto- rh器(圖 1-5 所示)可靠性好，同時能輸出連續(xù)可變的阻尼力。其工作機理電流的變化，減振器導(dǎo)電線圈所產(chǎn)生的磁場也隨之變化，而減振器中減性分子，磁場變化勢必改變磁性分子排列方式，進而改變減振器阻尼所需外部電流不超過 10A，相比主動懸架其消耗的能量可以忽略不架系統(tǒng)中被大量采用。

圖 1-5 磁流變減振器Fig.1-5 Magneto- rheological damper變減振器研究現(xiàn)狀流變液概述變液(Magneto-rheological Fluid)作為一種新型復(fù)合液體，由美國科學(xué)家其內(nèi)部包括常規(guī)阻尼液體及大量隨機漂浮的磁性分子。在外部磁場變布方式也隨著變化，進而影響磁流變液阻尼系數(shù)。磁流變液由于阻尼建筑、機械等行業(yè)的關(guān)注[25]。正常情況下，磁流變液同一般減振液沒磁場激勵下，磁流變液中磁性分子會呈鏈狀排列，增大阻尼系數(shù)。磁流變液磁場方向磁流變分子通電時磁流變分子排列方式
【參考文獻】

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本文編號：2871896