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《南京航空航天大学》 2002年
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车辆悬架振动的神经网络半主动控制

郭大蕾  
【摘要】: 行驶平顺性和乘坐舒适性是衡量轿车行驶品质的基本指标。本研究试图建立基于新型智能材料的车辆悬架振动控制新技术,进而改善车辆的平顺性和舒适性。 影响车辆乘坐舒适性的主要因素是车身的垂直振动。为了描述这种振动,先将车辆简化为1/4车二自由度模型,讨论并分析了悬架系的振动特性以及悬架参数对此特性的影响。然后将车辆简化为1/2车四自由度的悬架模型,根据其车身垂直振动加速度幅频特性的折算结果,验证了二自由度分析模型的正确性。由于在某一特定条件下经参数优化得到的被动悬架,不能适应路面及车辆行驶状况等条件的变化,因而在提高悬架行驶平顺性的研究过程中,提出了悬架半主动控制的要求。 在分析新型智能材料用做作动器的磁流变阻尼器特性的基础上,本文给出阻尼器线圈的前置电流放大电路,并讨论了因磁流变液体固液态之间的可逆变化而产生的悬架系附加非线性刚度。通过分析车身振动的变化,可知这一附加的非线性刚度为一弱非线性项,对悬架的侧倾刚度和侧倾角的影响不大。因此,基于磁流变阻尼器的半主动悬架在改善行驶平顺性的同时,能够保证车辆的操纵稳定性。 由于磁流变液体的滞回特性,采用磁流变阻尼器的车辆悬架系成为一个典型的非线性系统。本研究采用神经网络控制来解决这类非线性系统的控制问题。本文提出一种带二次动量项的多层前向网络误差反传算法,提高了神经网络的误差收敛速度。针对悬架系统的辨识和控制过程,本文提出一种神经网络间接自适应控制方法,优化了控制结构,提高了控制精度。半主动悬架的数值仿真结果表明,磁流变阻尼器半主动悬架的减振效果明显优于被动悬架以及其他控制方式和阻尼调节方式。根据悬架的仿真控制结果及轿车悬架的具体情况,本文建议对RD1005型磁流变阻尼器进行部分参数修改,以期使阻尼作动器更适用、有效。 本文最后对含有磁流变阻尼减振器的半主动悬架进行了实验研究。路面低频输入和磁流变液体毫秒级快响应的特点,为神经网络的在线控制提供了条件。实验控制过程采用计数器/定时器,实现了计算机的多任务工作方式。同时,利用TurboC语言实现对硬件的访问。通过比较神经网络参数的影响,可知单隐含层的神经网络能够实现半主动悬架的精确控制,太多的隐含结点数对控制效果没有很大提高,反而增加了计算时间。在半主动悬架控制中,解决了神经网络控制的实时问题。实验结果表明,基于磁流变阻尼器半主动悬架的减振效果明显优于被动悬架及其它控制策略。同时证实了磁流变阻尼器附加非线性刚度的存在及其弱非线性特性。这些结果对车辆行驶平顺性的改善具有理论和实践意义。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP273.5

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 于翔;数字神经网络中的协同应用[N];网络世界;2009年
2 健康时报特约记者  张献怀;干细胞移植:修复受损的神经网络[N];健康时报;2006年
3 邹丽梅 陈耀群;江苏科大神经网络应用研究通过鉴定[N];中国船舶报;2006年
4 记者 孙刚;“神经网络”:打开复杂工艺“黑箱”[N];解放日报;2007年
5 本报首席记者 任荃 实习生 史博臻;轨交“神经网络”触动创新神经[N];文汇报;2011年
6 计算机世界实验室 韩勖;当布线系统遭遇神经网络[N];计算机世界;2009年
7 曹建兵 李祖兵 特约记者 何天进 本报记者 于莘明;给导弹植入“神经网络”[N];科技日报;2005年
8 谭薇;“潮湿计算机”:拥有人类智慧的超级大脑[N];第一财经日报;2010年
9 韩婷婷;ICT强壮奥运“神经网络”[N];通信产业报;2007年
10 ;人老了,大脑仍能形成新的神经网络[N];新华每日电讯;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马永涛;通信信道建模的神经网络优化技术研究[D];天津大学;2009年
2 周伟;关于多稳定回复式神经网络中的一些问题[D];电子科技大学;2010年
3 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
4 徐芳;多稳定神经网络的动力学分析[D];电子科技大学;2011年
5 杨文宇;利用状态函数导数的脉冲神经网络新算法[D];大连理工大学;2013年
6 刘志祥;深部开采高阶段尾砂充填体力学与非线性优化设计[D];中南大学;2005年
7 戴雪龙;PET探测器神经网络定位方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
8 马戎;智能控制技术在炼钢电弧炉中的应用研究[D];西北工业大学;2006年
9 张海仙;回复式神经网络的连续吸引子[D];电子科技大学;2010年
10 尹丽子;基于动态模型的神经网络稳定性研究[D];山东师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨立儒;基于神经网络的电路故障诊断的研究与实现[D];解放军信息工程大学;2010年
2 刘兰兰;基于神经网络和遗传算法的H型钢粗轧工艺参数优化研究[D];山东大学;2011年
3 田鹏明;基于神经网络的振动主动控制研究[D];太原理工大学;2012年
4 姜宇;发动机裂解设备故障诊断技术的研究[D];吉林大学;2012年
5 邢远凯;基于决策树和遗传算法的神经网络研究及应用[D];浙江大学;2010年
6 高宝建;基于神经网络的月降水预报模型在洪泽湖的应用研究[D];南京信息工程大学;2012年
7 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
8 来建波;基于神经网络的路段行程时间预测研究[D];云南大学;2011年
9 闫超;基于BP神经网络的煤矿深埋硐室软岩流变参数反演分析[D];安徽理工大学;2011年
10 段成均;时滞神经网络稳定性分析[D];重庆交通大学;2011年
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