发动机磁流变悬置系统的控制研究

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随着国民经济的高速发展,人们的物质水平提高,对汽车的性能要求也越来越高,从对开始的耐用性到现在的舒适性;良好的NVH性能会给乘客带来良好的乘坐舒适性,发动机的振动是影响NVH性能的一个重要因素。磁流变悬置与被动悬置相比,具有连续可调动特性的优点,能较好提升NVH品质,更好的控制策略可以大大提高磁流变悬置系统的隔振性能。目前针对磁流变悬置系统设计的控制策略,大多是采用单一的控制策略,控制效果不佳,为此本文将神经网络与模糊控制相结合,设计了神经模糊控制器,然后采用模拟退火粒子群优化算法(SAPSO)对控制器参数进行优化,并对仿真数据进行对比研究。论文的主要研究工作如下:  对磁流变液的流变特性及工作模式进行了介绍,采用流动模式对现有液压悬置的结构上设计了一种磁流变悬置,应用理论分析了所设计的阻尼通道的阻尼力,同时采用有限元方法对可控阻尼通道进行磁感应强度分析,验证设计的磁路是否满足强度要求。  针对磁流变悬置的特性难以采用数学模型表达的问题,采用阻尼模型来模拟其特性。制作加工磁流变悬置的样件,对样件测试其静动特性,依据试验所得到的不同电流、不同频率下阻尼结果,建立磁流变悬置阻尼的正逆模型,为后文设计半主动控制器做准备。  为使更加全面、系统地分析磁流变悬置系统的隔振性能,搭建考虑路面激励的半车六自由度动力学模型,包含发动机的垂向和俯仰、车身的垂向和俯仰、两个车轮的垂向共六个自由度。对四缸发动机的主要激励进行分析,建立了悬置系统的发动机激励输入模型和滤波白噪声随机路面不平度模型;在Simulink中建立六自由度动力学模型。  针对目前磁流变悬置的控制效果不好的问题,以磁流变悬置为控制对象,设计了模糊控制器与神经模糊控制器,并应用基于时变权值的模拟退火粒子群优化算法对神经模糊控制器进行优化,采用三种控制器仿真分析可得,神经网络模糊器比模糊控制器对发动机悬置系统的隔振性能有更好的提升效果,优化后的神经模糊控制器控制效果比神经模糊控制效果更好。
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