磁流變阻尼器作為半主動懸架的一種典型的執(zhí)行元件,其動力學(xué)建模與控制算法的設(shè)計是目前車輛動力學(xué)研究的熱點問題。磁流變阻尼器具有動態(tài)范圍大、響應(yīng)速度快、功耗低等特點,而實現(xiàn)磁流變阻尼器阻尼特性的快速精確控制需要高度精確的動力學(xué)模型來表征其動態(tài)特性,進而可進行控制器的設(shè)計開發(fā)。此外,為了實時跟蹤所需的阻尼力信號,半主動懸架控制器還需要一個精確的逆模型。針對目前的模型不能精確地描述磁流變阻尼器在不同激勵條件下的強非線性特征,本文提出了考慮剪切項滯回特性的磁流變阻尼器魔術(shù)公式參數(shù)模型,來用以表征其動力學(xué)特性,并在此基礎(chǔ)上建立了其逆動力學(xué)模型。同時,還將該模型應(yīng)用于半主動懸架控制算法研究中,進行了四分之一車輛的懸架控制系統(tǒng)的臺架試驗,驗證了所提出的磁流變正逆模型的精確性。本文主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:一、提出了基于磁流變魔術(shù)公式模型的改進參數(shù)模型。引入了剪切滯回寬度因子,摩擦平滑因子和粘性滯回寬度因子等,并利用遺傳算法對模型中各參數(shù)進行辨識,得到了完備的磁流變阻尼器參數(shù)模型。改進的磁流變魔術(shù)公式模型可以更精確地表征阻尼器的非線性動態(tài)特性,因而為磁流變半主動懸架的動力學(xué)分析與控制提供了理論模型的... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖

第2章改進的磁流變魔術(shù)公式模型及參數(shù)辨識11表2-1簡單的Bouc-Wen模型的辨識參數(shù)參數(shù)xb(m)kb(N/m)cbN/(m/s)αb(N/m)βb(m-2)γb(m-2)Abnb0.6A0.2141.51×103512.76.98×1053.01×1061.53×1073.4721.0A0.1701.90×103550.31.19×1069.10×1063.07×1076.912(a)0.6A電流激勵(b)1.0A電流激勵圖2-1在激勵頻率0.6Hz和幅值0.04m條件下的磁流變魔術(shù)公式模型和簡單的Bouc-Wen模型的預(yù)測數(shù)據(jù)值對比簡單的Bouc-Wen模型和磁流變魔術(shù)公式模型都對力-位移特性的數(shù)值模擬具有較好的精度。但在速度絕對值較小和速度與加速度符號相反的阻尼力-速度特性區(qū)域，簡單的Bouc-Wen模型不能很好地描述該區(qū)域的阻尼力衰減特性，磁流變魔術(shù)公式模型卻能較好地再現(xiàn)阻尼力衰減效應(yīng)。此外，幾乎所有簡單的Bouc-Wen模型都需要辨識不同電流激勵條件下的參數(shù)，如kb，cb，αb，βb，γb和Ab。可是，磁流變魔術(shù)公式模型只需辨識兩個與電流有關(guān)的參數(shù)（B、D），大大簡化了辨識過程。與簡單的Bouc-Wen模型相比，磁流變魔術(shù)公式模型更適合于半主動懸架控制器的

第2章改進的磁流變魔術(shù)公式模型及參數(shù)辨識12開發(fā)。然而，磁流變魔術(shù)公式模型在速度較小的區(qū)域依然誤差較大，最大誤差可達到百分之二十。這是由于剪切項不是一閉合的滯回曲線，限制了對具有不同滯回寬度阻尼器的擬合精度。因此，本章提出基于磁流變魔術(shù)公式模型的改進型滯回模型，采用遺傳算法辨識參數(shù)，旨在提高模型的普適性和表征磁流變滯回特性的精確性，這有助于磁流變半自動懸架控制算法設(shè)計及控制器開發(fā)。2.2改進的磁流變魔術(shù)公式參數(shù)模型為了提高磁流變魔術(shù)公式模型表征滯回特性的精確性和普適性，現(xiàn)對原模型的各項做出改進，增加剪切項的滯回寬度因子，摩擦項的平滑因子和粘性項的滯回寬度因子等。該改進的磁流變魔術(shù)公式參數(shù)模型可分為摩擦項、彈性項、粘性滯回項、慣性項和剪切滯回項，其示意圖如圖2-2所示。圖2-2改進的磁流變魔術(shù)公式參數(shù)模型示意圖改進的磁流變魔術(shù)公式參數(shù)模型數(shù)學(xué)表達式為：modfmkmcmαmbmFFF+FFF(2-5)fm002=farctan(xF)(2-6)km00F=k(x-x)(2-7)cm00F=c(xsgn(xx))(2-8)αmF=x(2-9)bbmbbbbbbbsinarctan1)arctan(()sgn()+EFDCBEBxBxx(2-10)式(2-6)-(2-10)分別為摩擦項、彈性項、粘性滯回項、慣性項和剪切滯回項的數(shù)學(xué)表達式，其中的各參數(shù)意義分別為：1)0f，摩擦力，即阻尼器的活塞、缸壁、磁流變液間的摩擦，與阻尼器活塞運動的相對速度方向相關(guān)；x0¨·為阻尼器活塞的相對位移。

【參考文獻】：
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