本文關(guān)鍵詞：應(yīng)用超磁致伸縮材料的可控式液壓懸置隔振特性研究

  更多相關(guān)文章： 液壓懸置 磁致伸縮作動器 非線性控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 最優(yōu)控制

【摘要】：為了滿足人們對于整車舒適性的更高要求,工程界和學(xué)術(shù)界都將研究目光聚焦在引入控制方法衰減動力總成系統(tǒng)產(chǎn)生的振動。懸置系統(tǒng)作為連接動力總成與車身的隔振元件,其隔振性能的好壞直接影響整車噪聲、振動與不平順性(NVH)。新型智能材料的作動器為可控式液壓懸置的設(shè)計(jì)開拓了新思路,為實(shí)現(xiàn)隔振控制并改善懸置隔振性能提供了理論基礎(chǔ)。本文以液壓懸置作為受控對象,根據(jù)磁致伸縮作動器的工作機(jī)理和特性,設(shè)計(jì)出新型可控式液壓懸置結(jié)構(gòu),并建立簡化的動力總成隔振系統(tǒng)控制模型,仿真分析可控式液壓懸置的隔振特性,為衰減動力總成振動提供了新的解決方案。本文研究了磁致伸縮材料的機(jī)理,基于Gibbs能量損耗理論建立Terfenol-D磁致伸縮材料的磁化非線性模型,并利用二次疇轉(zhuǎn)模型得到磁致伸縮材料的非線性應(yīng)變量動態(tài)輸出方程。根據(jù)磁致伸縮作動器的等效力學(xué)模型,計(jì)算出作動器非線性輸出。設(shè)計(jì)出適用于本文受控對象的磁致伸縮作動器,并搭建實(shí)驗(yàn)實(shí)測作動器的輸出特性,驗(yàn)證理論仿真的正確性。應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性逼近特性,建立磁致伸縮材料非線性逆模型。聯(lián)合PID反饋控制和前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制聯(lián)合控制,用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆模型進(jìn)行補(bǔ)償,得到近似的作動器線性輸出。根據(jù)液壓懸置的工作原理,分析其內(nèi)部元件結(jié)構(gòu)和工作特性,建立簡化的液壓懸置集中參數(shù)模型。在低頻大振幅和高頻小振幅激勵工況下,分析了液壓懸置的隔振特性。討論了慣性通道體長度和橫截面積變化對隔振性能的影響。在液壓懸置的理論分析基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)適用于磁致伸縮作動器的新型可控式液壓懸置的結(jié)構(gòu),并建立其等效物理模型,確定狀態(tài)變量和控制輸入,選取傳遞到車身的力作為性能控制目標(biāo)。應(yīng)用最優(yōu)控制理論,綜合考慮傳遞到車身上的力和作動器控制能量兩個主要目標(biāo),求得給定加權(quán)矩陣下系統(tǒng)最佳綜合性能。仿真分析結(jié)果表明,施加控制作用后,傳遞到車身上的力明顯減小;而且作動器輸出在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi),振動控制取得良好效果。
【關(guān)鍵詞】：液壓懸置 磁致伸縮作動器 非線性控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 最優(yōu)控制
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.13
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 課題研究背景和意義13-14
• 1.2 動力總成懸置理想隔振特性14-15
• 1.3 動力總成懸置的研究歷程和現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 被動懸置15-16
• 1.3.2 半主動懸置16
• 1.3.3 主動懸置16-19
• 1.4 磁致伸縮材料研究現(xiàn)狀19-20
• 1.5 本文研究內(nèi)容和方法20-22
• 第二章 磁致伸縮作動器特性分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證22-37
• 2.1 磁致伸縮機(jī)理22-23
• 2.2 磁致伸縮作動器等效力學(xué)模型23-26
• 2.2.1 磁致伸縮作動器工作原理23-24
• 2.2.2 磁致伸縮作動器力學(xué)模型24-26
• 2.3 磁致伸縮作動器位移輸出模型26-32
• 2.3.1 Terfenol-D力-磁-熱耦合本構(gòu)模型26-28
• 2.3.2 磁滯伸縮材料的磁化模型28-32
• 2.4 磁致伸縮作動器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析32-36
• 2.4.1 測試實(shí)驗(yàn)方案33-34
• 2.4.2 磁致伸縮作動器實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析34-36
• 2.5 本章小節(jié)36-37
• 第三章 磁致伸縮作動器非線性控制37-47
• 3.1 磁致伸縮作動器控制方法的選擇37-38
• 3.2 作動器磁滯非線性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制38-42
• 3.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法理論38-41
• 3.2.2 控制思想確立41
• 3.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)離線訓(xùn)練結(jié)果分析41-42
• 3.3 作動器磁滯非線性控制仿真分析42-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 新型可控式懸置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及液壓懸置參數(shù)分析47-58
• 4.1 傳統(tǒng)液壓懸置結(jié)構(gòu)和工作原理47-48
• 4.2 液壓懸置系統(tǒng)建模及仿真分析48-55
• 4.2.1 建立仿真模型48-51
• 4.2.2 液壓懸置隔振性能分析51-52
• 4.2.3 慣性通道體結(jié)構(gòu)參數(shù)對懸置特性的影響52-55
• 4.3 設(shè)計(jì)新型結(jié)構(gòu)的可控式懸置55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 可控式懸置系統(tǒng)仿真分析58-69
• 5.1 可控式懸置系統(tǒng)的建模和發(fā)動機(jī)激勵源簡化58-62
• 5.1.1 可控式懸置系統(tǒng)的力學(xué)模型58-59
• 5.1.2 發(fā)動機(jī)激勵源簡化分析59-62
• 5.2 最優(yōu)控制輸出控制器62-65
• 5.2.1 最優(yōu)輸出控制理論62-64
• 5.2.2 降維狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)64-65
• 5.3 基于輸出調(diào)節(jié)器的振動控制65-68
• 5.3.1 汽車加速工況激勵控制65-66
• 5.3.2 發(fā)動機(jī)怠速激勵控制66-68
• 5.3.3 汽車階躍激勵工況控制68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 全文總結(jié)與展望69-71
• 6.1 全文總結(jié)69-70
• 6.2 本文研究工作展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉含超;華文林;;中置客車發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)試驗(yàn)研究[J];黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào);2008年04期

2 陳連云;王國林;;微型三輪車懸浮式發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車;2009年02期

3 上官文斌,蔣學(xué)鋒;發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];汽車工程;1992年02期

4 童樹波;黃章法;丁華;;汽車動力裝置懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];輕型汽車技術(shù);2002年04期

5 沈彤,潘雙夏,楊禮康;汽車發(fā)動機(jī)液壓懸置研究方法探討[J];汽車技術(shù);2004年04期

6 謝小虎;;天龍系列商用車發(fā)動機(jī)懸置故障及應(yīng)對措施[J];汽車科技;2007年03期

7 吳紅;錢道新;;發(fā)動機(jī)右懸置支架的優(yōu)化[J];科技信息(科學(xué)教研);2008年25期

8 吳紅;;車用懸置系統(tǒng)的仿真分析[J];安徽工程科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年03期

9 黃信;柏世川;章竹一;;汽車發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年S1期

10 陳樹勛;吳松;尹國保;李志強(qiáng);;發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)模態(tài)分析與優(yōu)化[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2010年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 段勝杰;付嘉鵬;韓志永;;某微車懸置系統(tǒng)隔振優(yōu)化[A];第九屆河南省汽車工程技術(shù)研討會論文集[C];2012年

2 陳世嵬;蹇開林;李銳;陳偉民;廖昌榮;;車用發(fā)動機(jī)磁流變懸置的剛度優(yōu)化[A];中國計(jì)算力學(xué)大會'2010（CCCM2010）暨第八屆南方計(jì)算力學(xué)學(xué)術(shù)會議（SCCM8）論文集[C];2010年

3 李征;紀(jì)金亮;楊河洲;;汽車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];第八屆河南省汽車工程科技學(xué)術(shù)研討會論文集(下)[C];2011年

4 劉光波;樊興華;;發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程——2001年“面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程”學(xué)術(shù)會議暨企業(yè)生產(chǎn)工程與產(chǎn)品創(chuàng)新專題研討會論文集[C];2001年

5 鄧召學(xué);鄭玲;李以農(nóng);張自偉;;發(fā)動機(jī)磁流變半主動懸置變論域模糊控制的研究[A];2013中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2013年

6 李龍銀;李強(qiáng);;基于受迫振動理論酌發(fā)動機(jī)懸置NVH性能仿真分析[A];第二十一屆全國振動與噪聲高技術(shù)及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

7 侯鎖軍;史文庫;王少華;李海生;;磁流變發(fā)動機(jī)懸置動特性分析及最優(yōu)控制算法[A];第六屆全國電磁流變液及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議程序冊及論文摘要集[C];2011年

8 申超;孟甲凡;于麗娜;高明明;;電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)懸置設(shè)計(jì)[A];第九屆河南省汽車工程技術(shù)研討會論文集[C];2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄧召學(xué);汽車動力總成磁流變懸置優(yōu)化設(shè)計(jì)及控制策略研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 章新杰;磁流變擠壓懸置動態(tài)特性研究及其在汽車中的仿真應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2011年

3 梁天也;主動控制式發(fā)動機(jī)懸置研究[D];吉林大學(xué);2008年

4 姜波;電流變液半主動發(fā)動機(jī)懸置隔振性能與控制方法研究[D];吉林大學(xué);2009年

5 時培成;汽車動力總成懸置系統(tǒng)隔振分析與優(yōu)化研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

6 閔海濤;汽車動力總成懸置系統(tǒng)的動特性仿真與主動控制理論研究[D];吉林大學(xué);2004年

7 張?jiān)魄?發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)動力學(xué)建模及優(yōu)化研究[D];華中科技大學(xué);2011年

8 戴永謙;發(fā)動機(jī)懸置軟墊斷裂模擬[D];大連理工大學(xué);2006年

9 張?jiān)苽b;液阻懸置動態(tài)特性仿真與試驗(yàn)研究[D];上海交通大學(xué);2007年

10 王敏;發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)解耦與新型半主動液壓懸置設(shè)計(jì)的關(guān)鍵理論研究[D];吉林大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 余良渭;二缸發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 韓標(biāo);輪式裝載機(jī)振動性能研究[D];長安大學(xué);2015年

3 潘德闊;發(fā)動機(jī)懸置隔振性能優(yōu)化研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

4 雷靜靜;應(yīng)用于平地機(jī)動力總成的液阻懸置機(jī)理研究[D];東南大學(xué);2015年

5 鄒波;重型卡車駕駛室懸置若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];清華大學(xué);2015年

6 潘德君;汽車運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下發(fā)動機(jī)懸置減振性能測試與評價研究[D];東北大學(xué);2014年

7 柴瑞謙;基于虛擬樣機(jī)的鉸接式拖拉機(jī)乘坐舒適性分析[D];燕山大學(xué);2016年

8 孔艷玲;卡車駕駛室懸置及座椅減振系統(tǒng)的優(yōu)化研究[D];山東理工大學(xué);2013年

9 林逢輝;汽車動力總成懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D];華南理工大學(xué);2016年

10 張兆金;某型商用車發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)研究[D];南京理工大學(xué);2016年

，

本文編號：785990