[发明专利]一种基于模糊控制的电流变液体减震器设计方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊控制的电流变液体减震器设计方法,所述方法包括以下步骤：第一步，分析现有的电流变技术；第二步，介绍电流变液体的分类和组成成分；第三步，设计采用混合模式的电流变减振器；第四步，对电流变液减振器进行实验研究；第五步，建立汽车的四分之一车二自由度悬架模型和双轴二分之一车四自由度悬架模型；第六步，利用智能控制方法，对常见的路面激励采用仿真软件研究模糊控制用于变阻尼半主动悬架控制的可行性。本发明的基于模糊控制的电流变液体减震器设计方法，既克服了被动控制适应面窄和主动控制控制算法复杂及控制策略稳定性问题等缺点，又可以满足大多的振动控制要求且能耗较小。

技术领域

本发明涉及一种基于模糊控制的电流变液体减震器设计方法，属于计算机软硬件设计技术领域。

背景技术

电流变减振器响应迅速、能耗小、控制方便，在汽车悬架的半主动控制和结构振动控制方面显示了广阔的发展前景；电流变减振器的广泛应用依赖于电流变液体材料的研究与突破，材料研究一直备受瞩目；目前，电流变液体材料已经从天然单一材料发展到各种复合材料、改性材料：从两相材料发展到均相材料，并能够做到在分子水平上对材料进行设计、合成和制备；电流变减振器是汽车悬架半主动控制的关键执行器，设计和制造性能优良的电流变减振器，对汽车半主动悬架系统走向产业化起着关键的作用；电流变减振器响应迅速，其阻尼力可根据控制电压连续、无级调节，为汽车悬架系统的半主动控制奠定了基础。自校正控制是一种将受控对象参数在线识别与控制器参数整定相结合的控制方法；模型参考自适应控制系统采用了一个被称为参考模型的辅助系统，加到可调系统的指令同时也是参考模型的输入量，模型的输出量可用来确定期望的性能指标；它应用于汽车减振系统的原理是当外界激励条件和车辆自身参数状态发生变化时，被控车辆的振动输出仍能跟踪所选定的理想参考模型。本发明在当前电流变液体、减振器、振动控制的基础上，对电流变液体减振器及其控制策略进行了研究。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种基于模糊控制的电流变液体减震器设计方法，既克服了被动控制适应面窄和主动控制控制算法复杂及控制策略稳定性问题等缺点，又可以满足大多的振动控制要求且能耗较小。

本发明的基于模糊控制的电流变液体减震器设计方法，所述方法包括以下步骤：

第一步，分析现有的电流变技术，电流变液减振器以及振动控制策略的研究现状；

第二步，介绍电流变液体的分类和组成成分，并分析其各成分在电流变液体中的作用及其对电流变液体性能的影响；介绍电流变液体的机理，考虑影响电流变效应的各种因素；介绍电流变液的制备过程及进行相关的力学性能测试；

第三步，设计采用混合模式的电流变减振器，

a.以电流变减振器为主要研究对象，描述电流变液体减振器物理模型及其工作原理，运用流变力学理论和液压理论，建立筒式汽车电流变液体减振器阻尼力与振动速度以及外加电场强度之间的数学模型；

b.讨论构成对减振器阻尼力特性的影响的主要参数；为电流变液体减振器半主动悬架控制系统设计提供理论依据；

第四步，对电流变液减振器进行实验研究，研究结构在不同负载、不同电场强度、不同频率作用下的加速度动态特性，分析电流变液减振器对结构振动抑制的效果及影响；

第五步，建立汽车的四分之一车二自由度悬架模型和双轴二分之一车四自由度悬架模型，并推导出各自的状态方程，通过理论分析证明对二分之一车悬架模型分析可以简化成对四分之一车悬架模型的研究；

第六步，利用智能控制方法，对常见的路面激励采用仿真软件研究模糊控制用于变阻尼半主动悬架控制的可行性；

a.以车身质心垂直加速度为主要控制目标，车身质心垂直加速度代表车辆行驶平顺性指标，同时不要引起汽车操纵稳定性太大的变化；