[發明專利]一種基于模糊控制的電流變液體減震器設計方法

在審

• 申請號: 201611149342.5
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN108228922A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 馬炳剛
• 申請（專利權）人: 黑龍江傲立輔龍科技開發有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;B60G13/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于模糊控制的電流變液體減震器設計方法,所述方法包括以下步驟：第一步，分析現有的電流變技術；第二步，介紹電流變液體的分類和組成成分；第三步，設計采用混合模式的電流變減振器；第四步，對電流變液減振器進行實驗研究；第五步，建立汽車的四分之一車二自由度懸架模型和雙軸二分之一車四自由度懸架模型；第六步，利用智能控制方法，對常見的路面激勵采用仿真軟件研究模糊控制用于變阻尼半主動懸架控制的可行性。本發明的基于模糊控制的電流變液體減震器設計方法，既克服了被動控制適應面窄和主動控制控制算法復雜及控制策略穩定性問題等缺點，又可以滿足大多的振動控制要求且能耗較小。

技術領域

本發明涉及一種基于模糊控制的電流變液體減震器設計方法，屬于計算機軟硬件設計技術領域。

背景技術

電流變減振器響應迅速、能耗小、控制方便，在汽車懸架的半主動控制和結構振動控制方面顯示了廣闊的發展前景；電流變減振器的廣泛應用依賴于電流變液體材料的研究與突破，材料研究一直備受矚目；目前，電流變液體材料已經從天然單一材料發展到各種復合材料、改性材料：從兩相材料發展到均相材料，并能夠做到在分子水平上對材料進行設計、合成和制備；電流變減振器是汽車懸架半主動控制的關鍵執行器，設計和制造性能優良的電流變減振器，對汽車半主動懸架系統走向產業化起著關鍵的作用；電流變減振器響應迅速，其阻尼力可根據控制電壓連續、無級調節，為汽車懸架系統的半主動控制奠定了基礎。自校正控制是一種將受控對象參數在線識別與控制器參數整定相結合的控制方法；模型參考自適應控制系統采用了一個被稱為參考模型的輔助系統，加到可調系統的指令同時也是參考模型的輸入量，模型的輸出量可用來確定期望的性能指標；它應用于汽車減振系統的原理是當外界激勵條件和車輛自身參數狀態發生變化時，被控車輛的振動輸出仍能跟蹤所選定的理想參考模型。本發明在當前電流變液體、減振器、振動控制的基礎上，對電流變液體減振器及其控制策略進行了研究。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種基于模糊控制的電流變液體減震器設計方法，既克服了被動控制適應面窄和主動控制控制算法復雜及控制策略穩定性問題等缺點，又可以滿足大多的振動控制要求且能耗較小。

本發明的基于模糊控制的電流變液體減震器設計方法，所述方法包括以下步驟：

第一步，分析現有的電流變技術，電流變液減振器以及振動控制策略的研究現狀；

第二步，介紹電流變液體的分類和組成成分，并分析其各成分在電流變液體中的作用及其對電流變液體性能的影響；介紹電流變液體的機理，考慮影響電流變效應的各種因素；介紹電流變液的制備過程及進行相關的力學性能測試；

第三步，設計采用混合模式的電流變減振器，

a.以電流變減振器為主要研究對象，描述電流變液體減振器物理模型及其工作原理，運用流變力學理論和液壓理論，建立筒式汽車電流變液體減振器阻尼力與振動速度以及外加電場強度之間的數學模型；

b.討論構成對減振器阻尼力特性的影響的主要參數；為電流變液體減振器半主動懸架控制系統設計提供理論依據；

第四步，對電流變液減振器進行實驗研究，研究結構在不同負載、不同電場強度、不同頻率作用下的加速度動態特性，分析電流變液減振器對結構振動抑制的效果及影響；

第五步，建立汽車的四分之一車二自由度懸架模型和雙軸二分之一車四自由度懸架模型，并推導出各自的狀態方程，通過理論分析證明對二分之一車懸架模型分析可以簡化成對四分之一車懸架模型的研究；

第六步，利用智能控制方法，對常見的路面激勵采用仿真軟件研究模糊控制用于變阻尼半主動懸架控制的可行性；

a.以車身質心垂直加速度為主要控制目標，車身質心垂直加速度代表車輛行駛平順性指標，同時不要引起汽車操縱穩定性太大的變化；