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磁流变阻尼器由于机械结构简单、动态范围宽、响应速度快、功耗低、输出阻尼力大和鲁棒性好等优点,在车辆悬架振动控制领域得到了广泛的研究和应用。车辆磁流变悬架系统的性能主要依赖于磁流变阻尼器力学行为的深入认知和相应控制策略的设计。磁流变阻尼器力学行为十分复杂,难以建立准确的力学模型。传统的车辆悬架磁流变阻尼器的控制是基于力学模型的开环控制,对于服役磁流变执行器不确定性对系统动力学行为的影响难以得到有效的抑制。此外,传统车辆磁流变悬架系统控制策略是基于无约束系统求解的最优控制律通过饱和函数限制处理之后的clipped最优控制,学界对clipped最优控制是否为半主动最优控制策略以及最优控制的结构是什么样的一直存在疑问。归根结底,研究车辆悬架磁流变执行器不确定性与最优控制的目的就是要改善磁流变悬架系统的可靠性,提高磁流变悬架系统的控制性能。针对该问题,本文主要进行了以下研究工作:(1)为了改善车辆悬架系统控制的可靠性,设计了磁流变执行器不确定性高阶线性扩张状态观测器。在仿真研究中,假设磁流变执行器存在温度不确定性和漏油故障两种情况,仿真结果验证了高阶扩张状态观测器对各类不确定性的适应能力;并通过与传统的滑模观测器和super-twisting滑模干扰观测器比较,研究了三种观测器在估计车辆悬架磁流变执行器不确定性时的优缺点,为提高磁流变阻尼器的控制性能和可靠性奠定了理论基础。(2)建立了考虑迟滞非线性力学行为的磁流变阻尼器控制可行域约束模型,发现了磁流变阻尼器相对传统的半主动约束所具有的“主动”特性,并基于此约束模型,考察了基于两点边界值问题的约束最优控制相对clipped-LQR控制磁流变悬架系统的性能潜力。(3)分别针对两类性能指标,设计了车辆悬架H_?自适应最优控制策略,通过数值仿真证明了H_?自适应最优控制相对clipped-LQR控制的优势,揭示了半主动最优控制问题的本质:由于“半主动”车辆悬架的执行器与车辆主动悬架的执行器动力学特性存在较大的差异,“半主动”最优控制问题不是线性最优控制,而是非线性最优控制问题,因此控制器具体的增益不再是线性Riccati方程的解,而是非线性Hamilton-Jacobi-bellman(HJB)/Hamilton-Jacobi-Isaacs(HJI)方程的解。(4)搭建了基于Dspace的1/4车辆磁流变悬架系统实验台架;通过实际测试服役磁流变阻尼器的不确定性阐述了研究抑制磁流变执行器不确定性方法的必要性;分别基于磁流变阻尼器开环和闭环两种控制方式研究了扩张状态观测器、滑模干扰观测器和滑模观测器对磁流变阻尼力不确定性估计的可行性。