磁流变阻尼器建模及半主动悬架振动控制研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:flyliubo
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磁流变阻尼器作为性能突出的半主动装置,具有短时出力大、阻尼力连续可调、耐久性好、结构简单等优点,可以显著提高悬架阻尼系统的性能。然而,磁流变阻尼器所表现出的强非线性较难描述,国内外学者已提出多种不同形式的(非)参数模型,这些模型普遍存在拟合精度与表达式简易度无法兼顾的特点,而且针对模型所使用的参数辨识算法仍有待改进。通过理论分析、试验研究及数值仿真相结合的方法,引出一种精度与效率兼顾的参数辨识算法——模式搜索算法,提出一种全新的磁流变阻尼器指数模型,并且基于该模型讨论车辆悬架系统的振动控制。简述参数辨识流程,验证模式搜索算法有效性。利用HT-9711型材料疲劳试验机对磁流变阻尼器进行加载试验,获得多种工况下的试验数据;详细介绍并对比非线性最小二乘法、遗传算法、模式搜索算法的流程与特点,简单交代几种常见的磁流变阻尼器参数模型的描述特性。基于以上内容,检验模式搜索算法在参数识别方面的表现:通过横向性的算法对比,纵向性使用多种模型和工况下的试验数据进行拟合,充分证实了模式搜索算法在参数辨识领域的有效性与高效率。总结主流模型特征,提出磁流变阻尼器指数模型。基于模式搜索算法进行参数识别,对比指数模型和三种常见参数模型的拟合效果,体现出该模型形式简单(待辨识参数仅3个)且拟合精度较高的特点。随后,检验该模型对于试验数据的拟合精度,结论证明磁流变阻尼器指数模型在不同电流、频率和幅值下均拥有较高精度。同样,提出的Bingham改进模型检验过程类似指数模型,拟合精度较高。基于磁流变阻尼器指数模型,研究半主动悬架的振动控制。建立1/4汽车悬架的动力学模型,详细介绍半主动控制、主动控制策略的内容,重点分析得出不同路面激励下的悬架系统在不同的控制策略下的表现。仿真结果充分体现出基于磁流变阻尼器指数模型的半主动控制策略表现较好,同时验证了本文提出的指数模型的合理性与实用性。
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