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《吉林大学》 2007年
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汽车动力总成振动主动控制关键技术研究

孙国春  
【摘要】: 本文深入研究了动力总成主动隔振系统中涉及的作动器、主动悬置结构设计、控制系统建模和主动控制方法等关键技术。分别采用压电作动器和动线圈式电磁作动器设计了两种主动悬置结构,建立了它们的动力学模型,讨论了在不同控制方式下新型压电式主动悬置的隔振性能;设计了动力总成隔振试验台架,建立了系统十自由度动力学模型,并分析了在开环结构和采用线性二次型最优控制下系统的隔振性能。为降低实际车辆上控制系统的复杂性和减少控制成本,建立了动力总成隔振系统的五自由度简化模型;分别采用前馈控制和反馈控制两种方法对动力总成主动隔振系统进行了设计。由于与动力总成干扰信号相关性好的参考信号可以通过采集发动机转速来得到,前馈控制是一个较好的选择,采用滤波x-LMS自适应前馈控制方法收到了很好的控制效果。因为动力总成主动隔振可看作是干扰抑制问题,而H_∞最优控制的控制指标是使干扰对系统的输出影响最小,因而设计了基于H_∞控制器的输出反馈控制系统,控制器采用线性矩阵不等式的方法求解。为提高怠速工况和启动停车过程中的隔振效果,在性能加权函数的选取时,重点考虑了1~50Hz频率段的控制性能。仿真实验表明,基于H_∞控制器的输出反馈控制方法能较好地抑制动力总成干扰对车身的影响。为消除压电作动器的迟滞非线性特性,采取了基于逆补偿原理的自适应逆控制方法。在分析和比较各种迟滞模型的基础上,采用了Prandtl-Ishlinskii迟滞模型,推导出基于梯度法的在线参数估计自适应律。证明了采用Prandtl-Ishlinskii模型时,如果间隙模型算子采用对称结构,且各间隙模型的间隙和斜率都成比例时,迟滞非线性的补偿效果与斜率参数无关,斜率参数只会影响参考输入与实际输出之间的比例关系,因此在线估计参数可简化为一个。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U463.335.1

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【引证文献】
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【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 吴参;车辆半主动悬架非线性特性与控制算法研究[D];浙江大学;2010年
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1 王永涛;车辆悬架优化控制与汽车平顺性分析[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
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10 赵成章;磁流变阻尼器建模方法研究[D];南京理工大学;2006年
【二级引证文献】
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1 任敏;用于相控阵多普勒计程仪的换能器研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【二级参考文献】
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1 吴玉魁;喷嘴挡板式压电伺服阀的实验研究[D];吉林大学;2004年
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7 付主木;郑世友;费树岷;龙飞;;基于LMI的一类不确定非线性切换系统鲁棒H_∞控制[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
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6 时培成;汽车动力总成悬置系统隔振分析与优化研究[D];合肥工业大学;2010年
7 蓝益鹏;永磁直线电机伺服系统鲁棒控制的研究[D];沈阳工业大学;2007年
8 曲轶龙;全补偿消弧线圈及其控制方法的研究[D];华北电力大学(北京);2008年
9 李宏飞;中立型时滞系统的稳定性及其反馈控制[D];西北工业大学;2004年
10 谭文;广义线性系统、奇异摄动系统的H_∞控制及奇异H_∞控制问题[D];华南理工大学;1996年
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1 黄群;基于压电作动器的主动隔振系统理论与仿真研究[D];西北工业大学;2006年
2 刘丽丽;线性奇异系统的稳定性及H_∞控制问题[D];陕西师范大学;2005年
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4 孙启启;基于干扰抑制的汽车电动助力转向与主动悬架系统的集成控制研究[D];合肥工业大学;2006年
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6 法乃光;永磁直线同步电机递归神经网络H_∞鲁棒控制[D];沈阳工业大学;2007年
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8 谢超;基于TCP/IP网络的机械手远程控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 杨锋力;单自由度磁悬浮系统的设计与控制研究[D];中南大学;2005年
10 王瑜;基于LMI方法的2-D鲁棒H_2/H_∞滤波器的设计与研究[D];吉林大学;2007年
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