一种基于磁流变阻尼器的混合车辆悬架减振方法技术

本发明专利技术公开了一种基于磁流变阻尼器的混合车辆悬架减振方法，该方法首先根据试验数据建立磁流变阻尼器的正逆模型，然后采用混合控制算法完成对磁流变阻尼器的输入电流的控制，最后由磁流变阻尼器对车辆悬架进行出力，完成车辆悬架的减振。本发明专利技术通过不同精度的多项式拟合法，兼顾准确性和简便性，建立了磁流变阻尼器的正、逆向模型。本发明专利技术在改进的天棚ON

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁流变阻尼器的混合车辆悬架减振方法


[0001]本专利技术属于机械控制
，特别是一种基于磁流变阻尼器的混合车辆悬架减振方法。

技术介绍

[0002]在车辆悬架控制领域，如何有效降低悬架的振动，提升车辆悬架的平稳性始终是研究人员研究的重点。磁流变流体是一种由细小颗粒混合低粘度液体组成的智能材料，能够在高磁场条件下被激活，形成链状结构，从而改变自身的屈服应力。基于磁流变液体的磁流变阻尼器以其安全、稳定、反应速度快、抗剪切能力强以及调节方便等优点，越来越多应用于车辆的悬架控制之中。
[0003]车辆的悬架主要有被动悬架、主动悬架和半主动悬架这三类，基于磁流变阻尼器的悬架控制属于半主动控制，磁流变阻尼器的输入为活塞的位移、速度以及输入电流，磁流变阻尼器的内部参数与电流有密切关系，因此通过调整控制电流的大小可以决定磁流变阻尼器的控制。磁流变阻尼器的控制电流一般限制在0
‑
2A之间，在实际使用中一般在0.5A以下，与主动控制相比，更为节能，此外，由于磁流变阻尼器在电流为0A的条件下，仍能够作为被动控制，与主动控制相比，增加了“断电不失效”的功能，更加稳定安全。
[0004]此外，经典的基于车辆状态判定的振动控制算法主要有天棚控制、地棚控制、加速度阻尼控制等，然而天棚控制主要以车体垂向加速度(SMA)为改善目标，忽略了悬架位移(SWS)和车轮变形(DTD)两指标；地棚控制算法主要以SWS或DTD为改善目标，忽略了SMA指标。SMA、SWS和DTD三个评价指标相互对立，难以同时改善。经典的算法均无法全面顾及车辆的性能指标。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于磁流变阻尼器的混合车辆悬架减振方法，以一种基于车辆状态判定的混合控制算法来控制磁流变阻尼器的出力，完成对车辆悬架的半主动减振控制。采用改进的车辆状态判定的控制算法来综合考虑SMA、SWS和DTD三个指标，在以SMA指标为主要考虑对象的同时，尽可能降低控制算法对SWS和DTD指标的影响。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于磁流变阻尼器的混合车辆悬架减振方法，该方法由混合控制方法控制磁流变阻尼器对车辆悬架的出力，具体包括以下步骤：
[0007]步骤1，建立磁流变阻尼器正、逆模型；
[0008]步骤2，采用基于车辆状态判定的混合控制算法完成对磁流变阻尼器的出力控制；
[0009]步骤3，磁流变阻尼器作用在车辆悬架上，完成车辆悬架的减振。
[0010]进一步地，步骤1所述建立磁流变阻尼器正、逆模型，具体过程包括：
[0011]步骤1
‑
1，通过疲劳试验机对磁流变阻尼器加载实验，得到不同电流下的实验数据；
[0012]步骤1
‑
2，根据步骤1
‑
1中的数据，通过遗传算法对磁流变阻尼器的模型进行参数
辨识；
[0013]步骤1
‑
3，对步骤1
‑
2识别出的模型参数进行关于电流的多项式拟合；
[0014]步骤1
‑
4，对步骤1
‑
2识别出的模型参数进行关于电流的一次线性拟合；
[0015]步骤1
‑
5，在步骤1
‑
3的基础上，建立磁流变阻尼器正向模型；
[0016]步骤1
‑
6，在步骤1
‑
4的基础上，逆推得到磁流变阻尼器的逆向模型。
[0017]进一步地，步骤2中所述混合控制算法具体为：在改进天棚ON
‑
OFF算法的基础上，加入地棚ON
‑
OFF算法，该混合控制算法对磁流变阻尼器的出力控制为：
[0018][0019]其中，阻尼系数c
f
确定公式如下：
[0020][0021]式中，F'为最优的悬架控制力，c
f
为磁流变阻尼器的阻尼系数，c
skymax
为最大悬架天棚阻尼，c
skymin
为最小悬架天棚阻尼，c
groundmax
为最大悬架地棚阻尼，c
groundmin
为最小悬架地棚阻尼，为悬架非簧载质量的速度，为悬架簧载质量的速度，α和β均为不小于零的常数。
[0022]一种基于磁流变阻尼器的混合车辆悬架减振系统，所述系统包括：
[0023]第一模块，用于建立磁流变阻尼器正、逆模型；
[0024]第二模块，采用基于车辆状态判定的混合控制算法完成对磁流变阻尼器的出力控制；
[0025]第三模块，用于将磁流变阻尼器作用在车辆悬架上，完成车辆悬架的减振。
[0026]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
[0027]1)本专利技术通过不同精度的多项式拟合法，兼顾准确性和简便性，建立了磁流变阻尼器的正、逆向模型。
[0028]2)本专利技术在改进的天棚ON
‑
OFF算法的基础上，引入地棚ON
‑
OFF算法，建立了一种新型的以SMA指标为主，兼顾SWS和DTD这两项指标的混合控制算法。
[0029]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
附图说明
[0030]图1为一个实施例中基于磁流变阻尼器的混合车辆悬架减振方法的原理框图。
[0031]图2为一个实施例中基于GA算法辨识的不同电流下(0A、0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A)的基于双曲正切模型的磁流变阻尼器参数识别结果，其中图2中的(a)为力
‑
速度的拟合曲线和试验曲线对比图，图2中的(b)为力
‑
位移的拟合曲线和试验曲线对比图。
[0032]图3为一个实施例中验证磁流变阻尼器逆向模型准确性的流程示意图。
[0033]图4为一个实施例中建立的磁流变阻尼器模型在随机产生的电流、位移、速度输入的条件下，逆模型输出的电流与期望控制电流的对比图。
[0034]图5为一个实施例中建立的磁流变阻尼器模型在随机产生的电流、位移、速度输入的条件下，正向模型在逆模型输出电流的控制下的实际出力与期望出力的对比图。
[0035]图6为一个实施例中在B级路面的激励下，在混合控制算法控制下的磁流变阻尼器的控制电流示意图。
[0036]图7为一个实施例中在B级路面的激励下，在混合控制算法控制下磁流变阻尼器的实际出力和混合控制算法计算出的期望出力的对比图。
具体实施方式
[0037]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0038]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁流变阻尼器的混合车辆悬架减振方法，其特征在于，该方法由混合控制方法控制磁流变阻尼器对车辆悬架的出力，具体包括以下步骤：步骤1，建立磁流变阻尼器正、逆模型；步骤2，采用基于车辆状态判定的混合控制算法完成对磁流变阻尼器的出力控制；步骤3，磁流变阻尼器作用在车辆悬架上，完成车辆悬架的减振。2.根据权利要求1所述的基于磁流变阻尼器的混合车辆悬架减振方法，其特征在于，步骤1所述建立磁流变阻尼器正、逆模型，具体过程包括：步骤1
‑
1，通过疲劳试验机对磁流变阻尼器加载实验，得到不同电流下的实验数据；步骤1
‑
2，根据步骤1
‑
1中的数据，对磁流变阻尼器的模型进行参数辨识；步骤1
‑
3，对步骤1
‑
2识别出的模型参数进行关于电流的多项式拟合；步骤1
‑
4，对步骤1
‑
2识别出的模型参数进行关于电流的一次线性拟合；步骤1
‑
5，在步骤1
‑
3的基础上，建立磁流变阻尼器正向模型；步骤1
‑
6，在步骤1
‑
4的基础上，逆推得到磁流变阻尼器的逆向模型。3.根据权利要求2所述的基于磁流变阻尼器的混合车辆悬架减振方法，其特征在于，步骤1
‑
2中具体通过遗传算法对磁流变阻尼器的模型进行参数辨识。4.根据权利要求3所述的基于磁流变阻尼器的混合车辆悬架减振方法，其特征在于，步骤1
‑
5中磁流变阻尼器正向模型为：F＝f(i,s,v)，F为磁流变阻尼器出力，i为磁流变阻尼器的控制电流，s为磁流变阻尼器的活塞位移，v为磁流...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱雨婷，田伟，宋耀良，杜爽，
申请(专利权)人：南京金邦动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：