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电流变液阻尼器用于车辆减振的智能控制研究

董泽光  
【摘要】: 传统的车辆悬架系统是被动悬架系统,是按某种特定的路面状况和车辆运行状态进行设计的,其减振器的阻尼特性是不可调的,当路面状况和车辆运行状态超出设计条件时,固定阻尼特性的被动悬架系统的减振效果将大为降低。近年来,主动控制悬架系统的研究有了较大发展。主动控制可分为完全主动控制和半主动控制,完全主动控制方法结构复杂、成本较高;半主动控制方法价格低廉、制造工艺相对简单,非常适合用于车辆悬架系统。电流变液(Electrorheologic Fluids)在外加电场的作用下可以实现牛顿(Newton)流体和宾汉(Bingham)流体之间的转变,利用电流变液制造的阻尼器能够提供可控阻尼力,可以利用电流变液阻尼器实现对车辆悬架系统的半主动控制减振。 根据牛顿流体模型和宾汉流体模型,对电流变液阻尼器进行了理论分析研究。本文通过建立电流变液阻尼器的动力模型、车辆振动动力分析模型和路面模型,编制模拟车辆行驶振动的计算机仿真分析程序。通过仿真计算证明,采用电流变液阻尼器的半主动控制悬架系统能够获得比被动控制悬架系统更好的减振效果。 由于开关控制是一种二值控制,采用开关控制策略实现对电流变液阻尼器半主动控制悬架系统的控制时,电流变液阻尼器输出的库仑阻尼力无法连续变化,不能充分发挥电流变液的特性。本文针对采用电流变液阻尼器的悬架系统设计了模糊控制器,实现了对电流变液阻尼器的模糊控制。通过仿真计算表明,采用模糊控制策略对电流变液阻尼器半主动悬架系统进行控制,能够弥补开关控制策略的不足,能够获得更好的减振效果。


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