基于磁流变阻尼器的车辆振动半主动控制

摘要

随着社会的进步，人们对汽车乘坐舒适性以及操纵稳定性的要求越来越高，车辆的半主动悬架技术得到了学术界和工业界的广泛关注和研究。 半主动悬架普遍采用可控制阻尼器改变系统阻尼。磁流变阻尼器是一类新型的可控阻尼器，具有体积小、出力大、反应迅速和安全性高等特点，即使在控制失效时仍然可以作为被动式阻尼器工作，是一种拥有广泛应用前景的产品。 本文根据现实的路面状况，首先建立了合适的路面模型。针对磁流变阻尼器的非线性继电特性，建立了合适的磁流变阻尼器数学模型。对于车辆振动的半主动控制，二自由度1/4和六自由度1/2车辆数学模型都是需要的，因此，分别建立了二自由度1/4和六自由度1/2车辆的数学模型，并嵌入磁流变阻尼器模型。 选择合适的控制策略是设计磁流变阻尼器半主动悬架的核心问题。为了满足车辆的乘坐舒适性和操作稳定性要求，本文设计了三种控制器：基于ILMI算法的半主动悬架静态输出反馈控制器、基于小种群遗传算法的模糊控制器以及基于ILMI算法的PID控制器。根据建立的模型和设计的控制器，考虑到悬架系统的不确定性，利用MATLAB/SIMULINK进行计算机仿真。仿真结果表明，结合合适的控制算法，采用磁流变阻尼器的半主动悬架系统有效地改善了汽车乘坐舒适性和操纵稳定性。