论文题目: 半主动空气弹簧悬架智能控制算法的仿真及试验研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 车辆工程
作者: 陈燕虹
导师: 张宝生
关键词: 空气弹簧悬架,模糊神经控制,遗传算法,试验系统
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文结合吉林省科技厅资助的“汽车电控空气弹簧悬架系统研究开发”项目,论文的内容是该项目的核心部分,重点在于空气弹簧悬架智能控制算法的研究和控制系统的设计开发,为最终在整车上实现空气弹簧悬架的自动控制进行前期的基础研究和技术准备。1、论文首先分析了空气弹簧结构参数对其刚度特性的影响,分析结果表明它具有较强的非线性特性,主要表现为材料非线性、帘布-橡胶复合材料非线性、几何非线性和接触非线性。并通过试验结果拟合出空气弹簧刚度随充放气时间的关系曲线。2、建立了描述车身垂直振动的基于空气弹簧悬架的1/4 车辆模型,采用模糊神经控制算法对空气弹簧悬架刚度控制进行仿真分析。模糊神经控制是将模糊控制和神经网络相结合的新的控制算法,它能把人的控制经验进行数字化的模糊处理,把规则和推理转换成神经网络的映射处理和直接从数据样本中提取经验规则,然后把这两种转换结合起来进行智能信息处理和智能控制。模糊神经控制对于无法建立精确数学模型和被控对象具有较强非线性的控制过程具有明显的控制效果。3、建立了能同时描述车身垂直和俯仰运动的基于空气弹簧悬架的1/2 车辆模型,并设计了由控制车身垂直振动和俯仰运动的两个模糊控制器和一个逻辑控制器组成的复合控制系统,使用MATLAB6.1+SIMULINK4.0 软件对其进行仿真分析,有效的改善了汽车行驶平顺性,提高了汽车的操纵稳定性。4、根据现有的试验条件,本文设计了基于空气弹簧悬架的1/4 车辆模型试验台,以检验模糊神经控制方法的有效性。实验结果表明,模糊神经控制算法在实际控制系统中同样具有较好的控制效果。通过仿真分析和试验,可以得出模糊神经控制算法对空气弹簧悬架刚度控制是有效的。由于试验条件的限制,本文控制系统设计及试验仅针对基于空气弹簧悬架的1/4 车辆模型试验台,因此在对整车空气弹簧悬架控制系统设计时,还应对控制算法进行改进,并通过整车道路试验加以验证。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 概述
1.2 悬架的分类
1.3 空气弹簧悬架发展历史和现状
1.4 神经网络、模糊控制的发展及应用
1.5 本研究的目的和意义
1.6 本文主要研究内容
第二章 空气弹簧系统特性分析
2.1 空气弹簧及空气弹簧悬架特性
2.1.1 空气弹簧简介
2.1.2 空气弹簧特性
2.1.3 空气弹簧悬架对整车性能的影响
2.2 空气弹簧非线性特性
2.2.1 橡胶材料非线性特性
2.2.2 帘布——橡胶复合材料非线性特性
2.2.3 几何非线性特性
2.2.4 接触非线性
2.3 空气弹簧的动态响应
2.4 空气弹簧特性试验
2.4.1 试验方法
2.4.2 试验结果
2.5 本章小结
第三章 模糊与神经网络控制理论
3.1 模糊控制
3.1.1 隶属度函数
3.1.2 模糊关系和模糊矩阵
3.1.3 模糊推理
3.1.4 模糊判决
3.2 神经网络
3.2.1 人工神经元模型
3.2.2 神经网络学习方式
3.2.3 神经网络学习规则
3.2.4 网络结构及工作方式
3.2.5 多层前馈网络学习的BP 算法
3.3 神经网络控制
3.4 模糊神经网络
3.4.1 神经网络与模糊控制的融合方式
3.4.2 模糊神经元和模糊神经网络
3.5 遗传算法
3.5.1 遗传算法数学基础
3.5.2 遗传算法基本实现方法
3.6 本章小结
第四章 模糊神经控制器设计及仿真分析
4.1 车辆模型及参数
4.2 车辆系统路面输入模型
4.3 模糊神经控制器的设计
4.3.1 模糊神经网络结构
4.3.2 基于模糊神经的MRAC 方案
4.3.3 模糊神经控制器的学习算法
4.4 仿真分析
4.5 本章小结
第五章 模糊控制器设计及仿真分析
5.1 车辆动力学模型
5.2 模糊控制系统的设计
5.2.1 模糊控制系统结构
5.2.2 模糊控制器的设计
5.3 系统仿真
5.3.1 路面激励
5.3.2 仿真分析
5.4 本章小结
第六章 电控空气弹簧悬架试验系统设计及试验
6.1 试验台主体设计
6.2 试验台测控系统设计
6.2.1 测试系统
6.2.2 控制系统
6.3 试验系统控制流程
6.3.1 静态工作位置调整
6.3.2 动态刚度调节
6.4 试验结果分析
6.5 本章小结
第七章 全文总结与研究展望
7.1 论文结论
7.2 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文及科研工作
致谢
摘要
ABSTRACT
发布时间: 2005-08-26
参考文献
- [1].汽车空气弹簧悬架系统的非线性动力学行为研究[D]. 尹万建.北京交通大学2007