磁流变阻尼器的RC算子磁滞模型及其在汽车悬架系统中的控制研究

发布时间：2023-06-03 15:31

　　基于磁流变(Magnetorheological,MR)阻尼器的半主动悬架能有效提高汽车的动态稳定性,是目前车辆振动控制的研究热点。但是,由于MR阻尼器具有的强非线性磁滞特性,在对MR阻尼器进行精确建模时困难重重,从而影响MR半主动悬架系统的振动控制性能。为能够准确高效地模拟和预测MR阻尼器的速率无关的固有强非线性磁滞特性,本文提出并实现一种MR阻尼器的电阻-电容(Resistor-Capacitor RC)算子磁滞模型。RC算子磁滞模型是在变结构现象模型的基础上,将Bouc-Wen算子替换为RC算子。RC算子的概念的实质是对RC电路充放电过程中所展现的磁滞属性的理论概括。基于MR阻尼器的力学特性试验测试结果,完成了提出的RC算子磁滞模型与基于Bouc-Wen算子的Bouc-Wen模型、变结构现象模型的对比和分析。在上述工作基础上,建立耦合MR阻尼器的1/4车辆悬架系统动力模型,提出一种基于RC算子磁滞模型的力跟踪前馈控制策略,并应用该策略设计天棚阻尼半主动控制策略和LQR半主动控制策略,从而实现考虑MR阻尼器强非线性磁滞特性的MR半主动悬架系统的振动控制。建立仿真模型,仿真分析提出的...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 MR液及其应用
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 MR阻尼器非线性模型
        1.3.2 半主动控制算法
    1.4 本文研究内容
2 MR阻尼器的非线性建模
    2.1 引言
    2.2 MR阻尼器的磁滞特性
    2.3 MR阻尼器的非线性模型
        2.3.1 Bouc-Wen模型
        2.3.2 变结构现象模型
        2.3.3 RC算子磁滞模型
    2.4 试验验证与评价
        2.4.1 评价指标
        2.3.2 试验数据拟合
        2.3.3 阻尼力预测
    2.5 本章小结
3 基于MR阻尼器的1/4车辆悬架系统控制策略设计
    3.1 引言
    3.2 基于MR阻尼器的1/4车辆悬架系统建模
        3.2.1 动力学模型的建立
        3.2.2 随机路面模型的建立
    3.3 半主动控制策略设计
        3.3.1 MR阻尼器的力跟踪控制
        3.3.2 天棚阻尼半主动控制策略
        3.3.3 LQR最优控制策略
    3.4 仿真与分析
        3.4.1 力跟踪控制效果与分析
        3.4.2 天棚阻尼半主动控制性能
        3.4.3 LQR半主动控制性能
    3.5 本章小结
4 基于MR阻尼器的1/4车辆悬架系统试验验证
    4.1 引言
    4.2 MR阻尼器的力跟踪控制试验
        4.1.1 台架搭建
        4.2.2 试验测试
    4.3 1/4车辆悬架快速控制原型系统试验
        4.3.1 台架搭建
        4.3.2 控制器设计
        4.3.3 试验测试
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 本文主要贡献与创新点
    5.3 后续研究工作与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3829565