一、基于神经网络技术实现磁流变阻尼器对结构振动的优化控制(英文)（论文文献综述）
冯薇,李子旭,王云超,胡志超[1]（2021）在《半主动悬架研究》文中提出介绍国内外车辆悬架半主动控制研究的最新进展。阐述半主动悬架技术的产生背景,分析设计与优化过程中所用到的车辆模型和评价指标;结合国内外研究成果,对半主动悬架的控制方法和可调节减振器,作了较为详细的回顾和总结;列举出几种应用最广泛的半主动悬架控制方法并分析各自的优劣势,指出不同的控制方法相互结合可以达到更好的优化控制效果;阐述不同种类可调节减振器的工作原理;最后探讨半主动悬架发展的趋势,为车辆悬架半主动控制的进一步研究提供参考。
顾瑞恒[2]（2021）在《车辆磁流变半主动空气悬架系统控制策略研究》文中研究指明随着经济的发展和科学技术的进步,人们的生活质量逐渐提高,汽车已成为必备的出行工具,与此同时车辆的乘坐舒适性以及行驶平顺性成为了人们关注的焦点,其中抑制车辆振动的悬架起着至关重要的作用。磁流变阻尼器（Magnetorheolocial Damper,MRD）作为一种新型的智能隔振器件,因具有耗能低、响应速度快、输出阻尼力顺逆可调,且有价格低、制造工艺简单、阻尼效果良好等优点,在车辆悬架减振控制中得到广泛应用。由于主动悬架的制造成本过高,其将被动悬架的阻尼元件以及空气弹簧采用主动作动器代替,导致耗能增大,且至今国内外研究人员还没有解决这一难题,因此基于磁流变阻尼器的半主动悬架刚好解决了被动悬架与主动悬架所存在的缺陷,使半主动悬架的研究成为国内外的热点。基于此,本文以空气悬架系统为研究对象,开展了以下几个方面的研究:1、阐述了磁流变液以及磁流变阻尼器的原理,并在此基础上设计加工了一款双出杆剪切阀式磁流变阻尼器。搭建了阻尼悬架的振动试验系统,对阻尼器的性能进行测试分析。对磁流变阻尼器的正向动力学模型进行详细的总结,选用了改进双曲正切模型,利用遗传算法辨识该模型参数,并比较辨识结果与试验数据的吻合度,结果显示所辨识的模型精度较高,可用于后续的半主动控制中。同时设计了磁流变阻尼器的ANFIS逆模型,通过仿真验证其有效性。2、考虑实际车辆行驶路况,分别建立了随机路面与冲击路面输入模型。对空气弹簧刚度进行建模,并以此建立了1/4车空气悬架模型,通过仿真得到时域内的动力学特性。同时,对空气悬架模型进行拉普拉斯变换得到悬架性能指标的传递函数,利用幅频特性曲线分析了悬架阻尼、悬架刚度以及轮胎刚度对减振效果的影响。3、在上文搭建的磁流变阻尼器模型与空气悬架模型的基础上设计了模糊PID控制器。针对模糊PID控制策略中,PID控制器参数整定复杂,模糊规则不确定,提出了Fuzzy-PID开关切换控制策略（FPSC）。当误差较小时,采用PID控制能减小系统的超调量,使系统尽快稳定;当误差较大时,采用Fuzzy控制能获得良好的动态特性,从而改善半主动悬架的控制效果。最后,通过在随机路面下的时域与频域仿真以及在冲击路面下时域的仿真分析可知,模糊PID控制器与Fuzzy-PID开关切换控制策略都能有效的改善悬架的性能,且Fuzzy-PID开关切换控制策略效果更佳。另外,基于磁流变阻尼器的ANFIS逆模型,设计了滑模控制器。针对滑模变结构控制出现的“抖振”现象,引入了模糊控制策略,设计了模糊滑模控制器,通过在随机路面下的时域与频域仿真分析可知,模糊控制与滑模变结构结合可有效抑制“抖振”对控制精度的影响,又确保了系统的稳定性。最后,对本文所设计的四种控制算法进行比较分析可知,本文所提的fuzzy-PID开关切换控制与Fuzzy-SMC在悬架减振效果方面要优于常规的模糊PID与滑模控制。
李凌翀[3]（2020）在《车辆半主动悬架系统结构设计及控制策略研究》文中认为近年来,汽车工业的发展尤为迅速,这也使得人们对于车辆的舒适性与安全性的要求不断提升,而传统的被动悬架系统因其响应效果差、响应速度慢,已无法满足人们的要求。而磁流变阻尼器具有诸多优点,例如能耗小,只需几安培电流即可获得较大的阻尼力,其由电磁场控制,响应速度快、控制方便,并且无需复杂的机械结构即可与车辆电控系统相集成,因此利用磁流变阻尼器设计一种具有可调阻尼的半主动悬架系统可用于改善车辆的乘坐舒适性与安全性。本文分别采用LQG控制策略以及单神经网络PID控制策略分别对车身悬架与座椅悬架进行减振控制。具体相关研究工作如下:（1）磁流变阻尼器的设计对磁流变阻尼器设计中存在的阻尼有效长度、阻尼间隙与可调阻尼力存在的矛盾进行分析,设计了一种由活塞头、活塞套、挡板组成的滑阀式减震器。对这种减震器进行了结构参数设计与结构材料设计。之后对所设计的减震器在拉伸行程与压缩行程下的磁阻进行了分析,证明该阻尼器在强度与阻尼方面符合性能要求,可以用于悬架系统的开发。（2）车辆模型与道路模型的建立车辆模型采用四分之一车辆模型,通过力学平衡方程得到车辆悬架系统方程组表征车辆当前行驶状态。座椅悬架将人与座椅等效成三个具有质量和刚度的三自由度模型。道路模型采用高斯白噪声经滤波变换得到的随机激励模型。（3）半主动悬架系统控制策略研究LQG控制算法稳定性能好,复合遗传算法对其权值矩阵进行整定,减少了人工选择权值的误差与开发时间将算法优势最大化。对于座椅悬架,由于其接受的激励经过车身悬架系统削弱,采用较为简单的单神经网络PID控制算法,实现半主动控制。本文所研究的半主动悬架系统,在随机路面激励与减速带路面激励的作用下均能应用所研究的控制算法,取得优于被动悬架的减振性能。本文所设计的半主动悬架系统在时域响应中,相比于被动悬架,质心加速度优化了41.84%,悬架动挠度优化了32.65%,轮胎动挠度优化了38.52%,驾驶员振动加速度优化了19.01%。
周军超[4]（2020）在《单轴转向架跨座式单轨车辆摆振控制》文中进行了进一步梳理跨座式单轨车辆有两种结构形式,分别是双轴式转向架跨座式单轨车辆和单轴式转向架跨座式单轨车辆（以下简称单轴转向架车辆）。单轴转向架车辆与双轴转向架车辆相比,具有车辆行驶阻力小、转弯半径小、通过性能强、轻量化等特点,但行驶过程中存在明显的摆振现象。单轴转向架车辆摆振对车辆运行平稳性、稳定性、安全性和结构疲劳寿命将产生重大影响,亦将影响单轴转向架车辆系统安全服役状态和使用寿命。如何有效控制单轴转向架车辆摆振是一个值得深入研究的课题。本论文围绕单轴转向架车辆摆振控制问题,基于多刚体动力学和刚柔耦合动力学理论,从转向架构型及优化、车辆系统参数协调匹配以及基于磁流变阻尼器半主动控制三个方面进行了摆振控制研究。主要研究工作如下:1.对单轴转向架空间杆系进行了运动学分析,建立了基于摆振控制的单轴转向架车辆多刚体动力学模型,在此基础上利用皮尔森相关系数法就杆系参数对车辆摆振的影响进行了灵敏度分析,构建了基于空间杆系构型参数的车辆摆振优化控制模型,并利用多目标粒子群算法进行了分析,实现了多刚体动力学环境下的基于空间杆系构型参数优化的车辆摆振控制研究。2.利用有限元方法将单轴转向架空间杆系中容易变形的纵向牵引杆、抗点头扭杆、横向稳定杆等进行柔性化处理,建立了空间杆系的弹性动力学模型。在此基础上,构建了单轴转向架车辆刚柔耦合动力学模型,为单轴转向架车辆摆振仿真分析、影响分析及优化控制奠定了基础。3.基于刚柔耦合动力学模型,进行了转向架杆系刚度参数、悬挂参数、轮胎参数、转向架主要轮系几何参数对单轴转向架车辆摆振的影响分析和灵敏度分析,揭示了杆系刚度以及动力学参数对单轴转向架车辆摆振的影响规律。建立了基于杆系刚度参数的车辆摆振优化模型和基于动力学参数的车辆摆振优化模型,开展了基于参数协调匹配的单轴转向架车辆摆振控制研究。通过动力学参数协调匹配与优化,横摆角加速度均方根下降了24.16%,横向加速度均方根降低了22.85%,横向平稳性提高了15.25%。4.集成磁流变阻尼器现象模型,设计了融合磁流变阻尼器的单轴转向架车辆摆振半主动控制方案,建立了基于磁流变阻尼器的单轴转向架车辆动力学模型,利用自适应控制策略进行了单轴转向架车辆半主动控制成效分析。利用卡尔曼滤波算法,对控制后的单轴转向架车辆的状态参数进行了评估,提出了基于磁流变阻尼器的单轴转向架车辆摆振半主动控制方法。研究表明,通过单轴转向架车辆摆振半主动控制,横向加速度均方根降低了84.33%,横摆角加速度均方根降低了78.15%,横向平稳性提高了26.21%,对车体的低频摆振有明显的抑制作用,单轴转向架车辆运行横向稳定性得到提升。
马瑞[5]（2020）在《车辆阻尼多模式切换半主动空气悬架系统分析及其优化控制研究》文中进行了进一步梳理半主动空气悬架通过实时调节减振器阻尼状态,从而能够有效满足车辆在大范围运行工况下的隔振性能要求,已成为车辆悬架领域的研究热点之一。然而,现有的节流口面积可调式和油液粘度可调式阻尼减振器尽管从功能角度出发,已经能够实现良好的阻尼调节性能,但是从实际应用角度考虑,仍存在成本高、设计复杂以及能耗偏大等问题。据此,本文提出一种基于高速开关电磁阀的车辆新型阻尼多模式切换半主动空气悬架系统,并针对其阻尼调节特性与阻尼控制策略进行分析和研究,以期实现半主动空气悬架系统性能的进一步提升。论文具体研究内容包括以下方面:首先,完成了车辆新型阻尼多模式切换半主动空气悬架系统的结构设计与模型构建。分析了基于高速开关电磁阀的半主动空气悬架系统结构特征及其工作原理,结合流体力学和空气动力学理论,建立了半主动空气悬架系统数学模型,在此基础上,进一步根据目标车辆参数,确定了空气弹簧刚度、悬架系统最佳阻尼比以及减振器各档位阻尼系数等系统关键参数。其次,进行了车辆新型阻尼多模式切换半主动空气悬架系统的力学特性仿真与试验验证。基于MATLAB搭建了系统仿真模型,仿真分析了阻尼调节装置关键参数对减振器阻尼特性的影响规律,进而在此基础上,结合前述各档位阻尼系数划分完成了阻尼调节装置主要结构参数的确定。试制了阻尼多模式切换半主动空气悬架系统样机,并进行了样机台架试验,验证了系统力学特性试验结果与仿真的一致性。再次,实现了车辆新型阻尼多模式切换半主动空气悬架系统的阻尼控制策略设计。在建立车辆二自由度垂向振动模型的基础上,采用模糊神经网络控制算法设计了系统阻尼多模式切换控制策略,制定了系统模糊控制逻辑,完成了基于BP神经网络的模糊控制优化设计,仿真分析了阻尼控制性能,仿真结果表明,基于阻尼多模式切换控制策略的车辆半主动空气悬架系统能够显着提升系统隔振性能。最后,完成了车辆新型阻尼多模式切换半主动空气悬架系统的阻尼控制性能台架试验,结合dSPACE快速控制原型实现了系统阻尼控制算法,利用单通道液压伺服激振试验台进行了系统台架试验,最终验证了系统阻尼控制策略的有效性。
王中男[6]（2020）在《应用磁流变阻尼器的车辆半主动悬架系统性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,汽车工业的发展尤为迅速,这也使得人们对于车辆的舒适度与安全性的要求不断提升,而传统的被动悬架系统因其响应效果差、反应速度慢,已无法满足人们的需求。因此,寻找一种新式悬架系统尤为重要。磁流变阻尼器具有诸多优点,能耗小,只需几安培电流即可获得较大的阻尼力,并且通过对电磁场控制,可以达到快速响应、方便控制的目的,无需复杂的机械结构即可与车辆电控系统相集成,因此利用磁流变阻尼器设计一种具有可调阻尼的半主动悬架系统能够极大地改善车辆的乘坐舒适性与乘坐人员的安全性。磁流变阻尼器的阻尼力主要由其中的磁流变液的流变反应得到,而流变效果主要受励磁电流产生的电磁场控制。因此,合理的控制策略可以极大地提高悬架的响应速度以及减振性能。本文在对磁流变阻尼器力学模型参数辨识以及车辆半主动悬架系统建模分析的基础上采用LQG控制策略以及PID控制策略,分别对车身悬架与座椅悬架进行减振控制。具体相关研究工作如下:（1）磁流变阻尼器力学模型的建立与参数辨识首先根据不同的磁流变阻尼器力学模型得到的阻尼力特性曲线,选取出最适合的磁流变阻尼器力学模型,并通过拉伸试验机所采集的磁流变阻尼器响应数据通过遗传算法对所选取的阻尼器模型进行参数识别,进而得到能够准确反映阻尼器力学特性的数学模型。同时采用神经网络算法对阻尼器进行训练求取逆模型,根据目标阻尼力估算所需电流,为后续研究奠定基础。（2）车辆模型与道路模型的建立车辆模型采用能够反映车辆俯仰角的二分之一车辆模型,并且通过力学平衡方程得到车辆悬架系统方程组,表征车辆当前行驶状态。座椅悬架将人与座椅等效成七个具有质量和刚度的七自由度模型。道路模型采用高斯白噪声经滤波变换得到的随机激励与梯形减速带模型。（3）对半主动悬架系统进行控制策略研究LQG控制算法性能稳定鲁棒性好,复合遗传算法对其权值矩阵进行整定,减少了人工选择权值的误差与开发时间将算法优势最大化。对于座椅悬架,由于其接受的激励经过车身悬架系统削弱,采用较为简单的PID控制算法与粒子群算法结合,实现半主动控制。（4）仿真实验验证利用MATLAB/Simulink仿真工具箱搭建出道路模型、车辆模型、磁流变阻尼器模型以及座椅悬架模型,对所设计的控制算法进行仿真实验验证。
金天贺[7]（2020）在《基于磁流变技术的高速列车半主动悬挂系统研究》文中提出针对高速列车运行速度提高后车辆振动加剧、轮轨磨耗后车辆易发生蛇行失稳、提速过程中车体横向共振等问题,开展基于磁流变（Magneto-rheological,MR）技术的高速列车半主动悬挂系统研究,旨在提高车辆的乘坐舒适性,从悬挂系统角度保证列车的行驶安全性和运行稳定性。磁流变液（Magneto-rheological fluid,MRF）是一种新型智能材料,基于MR技术设计新型半主动减振器结构,可以为高速列车装备具有可控参数性能的半主动悬挂系统,并达到与主动悬挂系统同等的减振效果,且具有结构简单、能耗小、响应快和安全性高等优点。但基于MR技术的高速列车半主动悬挂系统还存在很多亟待解决的科学问题,针对高速列车运行过程中遇到的失稳风险高、平稳性低等工程实际问题也存在很大的研究空白,一些理论和实际应用问题仍需要进一步解决。基于此,本文以降低高速列车振动、提高车辆运行稳定性为研究目的,采用理论分析、仿真计算和试验研究相结合的方法,研究了可控刚度或阻尼MR减振器设计、半主动悬挂系统与控制策略设计、试验测试与评估等内容。具体研究工作包括以下几个方面:1、高速列车可变刚度（Variable stiffness,VS）悬挂系统适应性研究。随着列车运行速度的提高,轨道激励频率逐渐增大,在某一运行速度时轨道激励频率等于车辆横向固有振动频率,导致车体发生横向共振现象,极大地威胁列车的运行安全性、降低车辆的乘坐舒适性。由于主要研究列车的横向动力学性能,为了更好地展现车体横向共振这一现象,故根据某型轨道列车参数、利用数值计算软件Matlab/Simulink有针对性地建立了包含VS-MR二系横向减振器的轨道车辆17自由度横向动力学经典模型,设计了避免车体横向共振的on-off开关控制策略,在车体发生横向共振时切换二系悬挂系统的横向刚度值,通过改变刚度来改变车体横向固有振动频率,从而实现避免车体横向共振的目的。结果表明采用VS二系横向悬挂系统可有效避免列车车体横向共振、大幅降低车辆横向振动传递率和车体振动加速度,与被动悬挂系统相比,车体的横向加速度、摇头加速度和侧滚加速度均方根（Root mean square,RMS）值分别降低40.41%、17.5%和42.75%。2、高速列车可变阻尼（Variable damping,VD）悬挂系统适应性研究。列车在高速运行的过程中,车辆振动幅值大幅增加、安全性和乘坐舒适性降低,且由于我国高速铁路线路具有曲线线路多变、线路跨距大等特点,列车在运行过程中也会遇到平稳性和稳定性降低的问题,基于此,开展了VD二系悬挂系统研究。为更加真实地模拟轨道车辆的运用状态,利用多体动力学软件Simpack建立了高速车辆46自由度动力学模型,并充分考虑车辆系统的多种非线性因素和实测轨道激励。仿真计算结果表明高速列车采用VD抗蛇行减振器和VD二系横向减振器来控制抗蛇行阻尼和二系横向阻尼参数的变化,使它们达到优良的组合阻尼参数,可明显提高车辆动力学性能,使得车体横向加速度、平稳性指标、脱轨系数、轮轨横向力和磨耗功率最值相对于标准阻尼参数分别降低16.4%、14.0%、17.2%、3.9%和85.4%,非线性临界速度达640 km/h。采用VD抗蛇行减振器,可使高速列车更好地适用于不同运用工况,使车辆始终保持较好的运行性能,明显提高车辆乘坐舒适性并保障运行安全性,车体摇头加速度、转向架横摆和摇头位移分别降低40.2%、29.0%和51.3%。针对在直线工况中随着车速增加应适当提高抗蛇行阻尼,而随着通过曲线半径减小应适当降低抗蛇行阻尼这一相互矛盾的问题,通过监控车辆动力学参数判断车辆运行工况,采用VD-MR抗蛇行减振器,并根据不同运行工况控制相应的阻尼力,可为解决该矛盾寻找新途径。3、高速列车可变刚度可变阻尼（Variable stiffness variable damping,VSVD）悬挂系统适应性研究。不同轮轨接触状态时车辆的动力学性能不同,抗蛇行减振器主要影响车辆的横向动力学性能和蛇行运动稳定性。普通油压减振器由于油压液泄漏、橡胶节点老化等因素会导致抗蛇行刚度和阻尼参数发生变化,且随着列车运行速度的大幅提高（尤其超过300 km/h后）,外部激扰频率会增加并接近或超过车辆/轨道系统固有频率,从而导致轮轨相互作用增强、列车整体或局部共振以及构架失稳等。因此,开展了VSVD抗蛇行减振器对轮轨磨耗的适应性研究,建立了基于MR技术的VSVD抗蛇行减振器动力学数学模型,通过动力学软件Simpack和Matlab/Simulink联合仿真,设计了可避免轮轨磨耗接触状态不良时构架蛇行失稳的模糊控制算法。结果表明通过控制抗蛇行减振器的刚度和阻尼参数可大幅改善磨耗轮轨接触不良时的车辆运行性能,保证构架不发生蛇行失稳,与安装被动悬挂系统的车辆相比,车体横向加速度和摇头加速度分别降低22.4%和25.5%,构架横向加速度和摇头加速度分别降低16.0%和65.6%,脱轨系数、轮轨横向力和轮对横向位移分别降低53.9%、40.8%和20.6%。4、高速列车可变刚度（VS）悬挂系统有效性试验研究。为验证高速列车安装可控刚度二系横向悬挂系统的有效性,首先,设计加工了一个1/8比例轨道车辆模型、设计加工了两个VS-MR减振器;然后设计了一个可用于该车辆模型的VS半主动悬挂系统并搭建了车辆振动测试平台;随后,基于on-off开关和短时傅里叶变换（Short-time Fourier transform,STFT）算法设计了避免车体横向共振的控制策略;最后,进行了试验研究和评估。试验结果表明,所设计的VS-MR减振器具有优良的刚度可控性,当线圈电流从0增加到0.8 A时,等效刚度系数增大了3.7倍,突破了一般MR减振器仅阻尼参数可控的瓶颈;所设计的VS半主动悬挂系统及其控制算法可有效避免车体横向共振,与被动悬挂系统相比,振动传递率大幅降低,尤其是在共振频率附近,在谐波激励和随机激励下的车体横向加速度RMS值降低幅度均超过了22%。5、高速列车多功能可变刚度可变阻尼（VSVD）半主动悬挂系统设计与试验评估。首先设计了VS-磁流变弹性体（Magneto-rheological elastomer,MRE）隔振器和VD-MR阻尼器;然后设计制造了一个高速列车VSVD半主动悬挂系统,该悬挂系统包括四个VS-MRE隔振器和两个VD-MR阻尼器;随后设计了多功能VSVD半主动悬挂系统的控制算法,包括基于on-off开关及STFT算法的VS控制器和基于天棚阻尼（Sky-hook）的VD控制器。试验测试结果表明,所设计的多功能VSVD半主动悬挂系统不仅可有效避免车体横向共振,而且可大幅降低车体横向振动加速度;在谐波振动激励作用时,与被动（开关关闭）悬挂相比,被动（开关打开）悬挂、VS悬挂、VD悬挂和多功能VSVD半主动悬挂的车体加速度RMS值分别降低了54.7%、41.6%、56.7%和68.8%;在较宽的振动频率范围内,多功能VSVD悬挂具有最佳的振动衰减能力和最小的振动传递率,可有效避免车体横向共振;在随机激励作用时,与被动（开关关闭）悬挂系统相比,VS悬挂、VD悬挂和多功能VSVD悬挂系统的车体加速度RMS值分别降低了31.3%、44.2%和55.7%。多功能VSVD半主动悬挂系统表现出了最佳的减振性能,且具备应用于实际高速列车悬挂系统的可拓展性以及较高的故障失效安全可靠性。
张磊[8]（2020）在《电磁主动隔振系统建模与控制方法研究》文中研究表明大型设备和精密仪器在运行时,产生的振动不仅会对周围环境造成影响,还会降低自身性能。为了保证设备和仪器的正常运转,各种隔振系统和振动控制方法已经被开发出来用于振动控制。电磁主动隔振系统因为刚度和阻尼可变、可控性灵活、控制方法多样、响应速度快等优点近年来得到重点关注,开始应用于机械加工装备、精密仪器和机械系统等领域。本文在查阅和分析国内外相关研究现状的基础上,对电磁隔振系统的内部元件优化与系统设计、非线性分析与建模、电磁隔振系统控制策略、多隔振单元并联的电磁隔振系统控制问题进行了深入研究。论文的主要工作如下:（1）基于COMSOL仿真软件,对隔振元件设计进行了参数优化,在对常见的主动隔振系统模型进行分析的基础上,设计了一种简单、合理的电磁主动隔振系统结构。基于COMSOL仿真数据和实验数据,建立了电磁隔振系统中电磁力与线圈电流和间隙之间的非线性关系。针对电磁隔振系统的控制模型建立困难问题,根据电磁力与控制电流和间隙的关系,结合隔振单元的力学过程,提出了基于数据和机理的建模方法。为了验证提出的建模方法的有效性,应用常规PID控制器对电磁主动隔振系统进行仿真和实验。仿真和实验结果验证了隔振系统建模方法的有效性和主动控制的可实现性。（2）提出了一种基于等效刚度和阻尼系数的控制方法,根据隔振系统动态性能指标的期望范围,计算得到电磁力的等效刚度系数和阻尼系数的范围,并利用遗传算法在该范围内计算最优的等效刚度和等效阻尼系数,从而避免PID控制器的参数整定问题。通过拟合电磁力与线圈电流和间隙之间的非线性关系表达式,从而建立线圈电流与等效刚度和阻尼系数之间的关系,实现控制线圈电流满足隔振系统动态性能指标的目的。此外,为了实现电磁隔振系统的变参数控制,减小系统的最大超调量和振荡次数,借助分段控制思想,提出了基于分段等效刚度和阻尼系数的控制方法,实现在每个控制时刻采用最优的控制参数,解决系统时域性能中超调量和稳定时间的冲突。仿真和实验结果表明,基于等效刚度和阻尼系数的控制方法可以获得较为理想的系统动态性能指标,而基于变参数控制的分段等效刚度和阻尼系数的控制方法不仅可以减小系统的稳定时间,还可以保证电磁隔振系统和负载具有平稳性。（3）以电磁隔振系统的状态空间表达式为基础,提出了基于线性二次型调节器和协同小生境遗传算法的电磁隔振系统控制方法,实现隔振单元控制电流的优化控制目的。针对LQR控制器中目标函数的权值取值问题,提出利用协同小生境遗传算法计算最优参数,通过计算目标函数得到最优控制电流。为了实现电磁隔振系统的时变控制,在每个控制时刻根据实际情况获得不同的最优控制参数,进一步提高最优控制器的性能,提出了基于滚动时域控制和协同变染色体长度遗传算法的电磁隔振系统控制方法。针对RHC控制器中目标函数的参数取值问题,提出了一种基于协同变染色体长度的遗传算法,利用染色体的长度来代表并优化预测水平和控制水平,染色体的大小来代表并优化位移变化量以及电磁力的权重。根据得到的最优权值矩阵,求解目标函数获得每个时刻的最优控制变量。仿真和实验以及与状态反馈控制方法的对比仿真验证了所提出的主动控制方法均可以有效地控制振动,使电磁隔振系统和被隔振体具有平稳性。（4）针对单个隔振单元隔振范围和隔振力受限问题,设计了多隔振单元并联的电磁隔振系统,并提出了多隔振单元并联系统的LQR和RHC控制器。对于多隔振单元并联系统的LQR和RHC控制问题,根据建立的多隔振单元并联的电磁隔振系统模型,将多单元控制性能指标转换为目标函数,并分别利用协同小生境遗传算法和协同变染色体长度遗传算法对目标函数中的权值矩阵进行优化。仿真和实验结果表明基于所提出的目标函数的主动控制方法对可以有效地控制振动,保证多个隔振单元在受到扰动后具有相同的运动轨迹,使多隔振单元并联的电磁隔振系统和被隔振体保持平稳性,减小耦合振动对双隔振单元并联系统的影响。
姜菁珍[9]（2020）在《基于路面识别的客车ECAS车高预测控制研究》文中认为随着人们对乘坐舒适性的要求越来越高,以及基于当前国内的交通运输国情,电控空气悬架系统因其可控性和道路友好性等优点在客车上的配备率日渐提高,已成为未来交通运输车辆配置的不二之选。然而就目前国内ECAS市场来看,尚未具备一家完全掌握自主开发技术的企业,所配备的ECAS产品及相关核心构件有很大一部分依赖于进口。因此对其进行相关理论研究和控制性能实验分析,对于国内尽快摆脱技术引进、推进技术发展、实现自主研发具有一定的工程实践意义。本文以客车ECAS车高调节系统为研究对象,结合相关路面识别理论,基于整车ECAS系统的控制要求对整车控制展开了深入的理论研究,主要研究内容如下:（1）整车ECAS车高调节系统非线性动态建模。基于变质量充放气系统的热力学理论和流体力学理论建立空气弹簧非线性数学模型、电磁阀气体流量质量特性的非线性数学模型、管路模型。在此基础上,进一步结合整车ECAS七自由度动力学模型完成整车ECAS车高调节系统非线性模型的建立,为后续整车模型线性化及MLD模型的建立提供理论参考。（2）整车ECAS系统混杂动态建模。在非线性模型的基础上对整车ECAS车高调节系统进行模型近似线性化,并验证线性模型的误差程度。介绍混杂系统理论,对车高调节系统的混杂状态进行分析,依据连续动态过程和离散事件之间的耦合约束关系,在线性模型的基础上建立混杂系统MLD模型。（3）路面等级识别。考虑空气悬架的外界激励源—路面激励在悬架控制中对于提高悬架综合性能的重要性,设计构建路面等级识别控制器。以车辆行驶速度、车身垂直加速度、悬架动行程作为控制器输入变量,采用BP神经网络控制算法来训练数据,基于车辆动态响应逆向输出路面等级信息,实现道路信息识别。（4）整车ECAS车高调节系统控制器设计及仿真试验。分析整车车高调节过程常出现的控制问题,以车身高度调节的准确跟踪为控制目标,基于模型预测控制算法理论进行整车ECAS车高调节控制器设计。车身高度动态控制分为两部分:基于误差带识别建立电磁阀控制器;基于混杂模型预测控制建立磁流变阻尼力控制器。最后,针对整车车身高度在动静状态下的运动特性,结合电磁阀控制策略及磁流变阻尼力控制策略进行协调控制,在Matlab/Simulink中分别对静态工况和动态工况下的控制效果进行仿真分析。
毋贵斌[10]（2020）在《磁流变阻尼器的力学性能及其对吊杆拱桥的地震响应控制》文中指出磁流变阻尼器具有结构简单、出力大、阻尼力连续可调且控制效果好的优点,可用于结构的半主动控制。对于磁流变阻尼器的研究,主要集中在磁流变阻尼器的结构形式、力学性能和力学模型上,通常以动态加载为主,对于其在拟静力加载下的力学性能研究较为少见;对于多线圈阻尼器,阻尼器的出力情况与线圈数量、分布间的关系研究较少。本文对四磁路剪切阀式磁流变阻尼器进行了不同形式的加载,得到了其在不同加载模式下的力学特性,并提出相应的力学模型;利用通用有限元软件ANSYS,建立了安装有磁流变阻尼器的吊杆拱桥三维杆系模型并进行地震响应研究。具体的研究内容和成果如下:（1）对四磁路剪切阀式磁流变阻尼器进行拟静力加载;根据试验数据绘制了阻尼器阻尼力-位移曲线;研究了磁流变阻尼器在拟静力加载下,阻尼力随位移幅值和电流的变化规律;分析了阻尼力在加载过程中产生波动的原因;提出了阻尼器在拟静力加载下的力学模型,并对模型参数进行识别;（2）对四磁路剪切阀式磁流变阻尼器进行不同工况的低周往复加载;根据试验数据绘制了阻尼器的阻尼力-位移曲线、阻尼力-速度曲线和耗能曲线;研究了磁流变阻尼器在低周往复加载下,阻尼力和耗能性能随位移幅值、加载频率和电流的变化规律;对米氏模型的适用性进行了分析,并对模型参数进行了识别;（3）通过改变磁流变阻尼器线圈通电情况,得到了阻尼器在不同线圈通电时的试验数据,并绘制了阻尼器的阻尼力-位移曲线和阻尼力-速度曲线,分析了阻尼器出力与不同线圈通电情况之间的关系;（4）建立了设置与未设置磁流变阻尼器的吊杆拱桥空间有限元模型,并对其进行地震作用下的响应时程分析,得到其在地震作用下的响应,结果显示安装磁流变阻尼器能有效地控制吊杆拱桥在地震作用下的位移响应和加速度响应。本文的创新之处在于:基于磁流变阻尼器的拟静力试验,提出了磁流变阻尼器的拟静力力学模型,该模型能准确地反映拟静力作用下磁流变阻尼器的阻尼力随电流、位移的变化特性;基于有限元软件ANSYS建立了设置与未设置磁流变阻尼器的吊杆拱桥三维有限元模型,得到其在地震作用下的响应,通过分析结果得到结论:安装磁流变阻尼器有利于提高吊杆拱桥的抗震性能。
二、基于神经网络技术实现磁流变阻尼器对结构振动的优化控制(英文)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于神经网络技术实现磁流变阻尼器对结构振动的优化控制(英文)（论文提纲范文）
（1）半主动悬架研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 半主动悬架控制的车辆动力学模型 |
| 2 半主动控制算法 |
| 2.1 天棚、地棚阻尼控制算法 |
| 2.2 最优控制算法 |
| 2.3 鲁棒控制算法 |
| 2.4 自适应控制算法 |
| 2.5 滑模控制算法 |
| 2.6 模糊控制算法 |
| 1)模糊量的转化。 |
| 2)模糊规则的确定。 |
| 2.7 神经网络控制算法 |
| 2.8 遗传算法 |
| 3 半主动悬架类型 |
| 3.1 有级可调减振器悬架 |
| 3.2 无级可调减振器悬架 |
| 3.2.1 节流孔径调节悬架 |
| 3.2.2 电(磁)流变液体减振器悬架 |
| 3.2.3 空气悬架 |
| 3.2.4 油气悬架 |
| 4 展望与发展 |
| 1)结合智能算法进行预先控制。 |
| 2)车辆各系统之间的集成控制。 |
| 3)车辆动力学仿真研究。 |
| 5 结语 |
（2）车辆磁流变半主动空气悬架系统控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 磁流变液与磁流变阻尼器的研究现状 |
| 1.2.1 磁流变液的研究现状 |
| 1.2.2 磁流变阻尼器的研究发展现状 |
| 1.3 空气弹簧与空气悬架的研究现状 |
| 1.3.1 空气弹簧的分类及对比 |
| 1.3.2 空气悬架的研究现状 |
| 1.4 磁流变半主动空气悬架的研究发展现状 |
| 1.5 磁流变阻尼器的控制方法研究进展 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 磁流变阻尼器设计试验及动力学建模 |
| 2.1 磁流变液的流变特性 |
| 2.2 磁流变阻尼器的工作原理及模式 |
| 2.3 磁流变阻尼器的结构设计 |
| 2.3.1 总体结构设计 |
| 2.3.2 结构参数设计 |
| 2.4 磁流变阻尼器的性能测试分析 |
| 2.5 磁流变阻尼器正向动力学模型及其参数辨识 |
| 2.5.1 正向动力学模型 |
| 2.5.2 遗传算法基本原理 |
| 2.5.3 基于遗传算法的改进双曲正切模型参数辨识 |
| 2.6 磁流变阻尼器逆向动力学模型的建立 |
| 2.6.1 逆向动力学模型 |
| 2.6.2 自适应神经模糊推理系统 |
| 2.6.3 磁流变阻尼器的ANFIS逆模型 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 车辆空气悬架系统建模及减振性能分析 |
| 3.1 悬架系统性能评价指标 |
| 3.2 路面输入模型 |
| 3.1.1 随机路面输入模型 |
| 3.1.2 冲击路面输入模型 |
| 3.3 车辆半主动空气悬架系统建模 |
| 3.3.1 空气弹簧的弹性模型 |
| 3.3.2 车辆空气悬架模型 |
| 3.3.3 二自由度1/4车空气悬架时域仿真分析 |
| 3.4 悬架参数对1/4 车辆空气悬架减振效果的影响分析 |
| 3.4.1 悬架阻尼对减振效果的影响分析 |
| 3.4.2 悬架刚度对减振效果的影响分析 |
| 3.4.3 轮胎刚度对减振效果的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 车辆半主动空气悬架Fuzzy-PID开关切换控制研究 |
| 4.1 模糊控制基本理论 |
| 4.2 PID控制基本原理 |
| 4.3 模糊自适应整定PID控制器设计 |
| 4.4 Fuzzy-PID开关切换控制策略 |
| 4.4.1 模糊控制器设计 |
| 4.4.2 PID控制器设计 |
| 4.5 Fuzzy-PID开关切换控制仿真研究 |
| 4.5.1 随机路面输入仿真 |
| 4.5.2 冲击路面输入仿真 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 车辆半主动空气悬架模糊滑模控制策略研究 |
| 5.1 滑模变结构控制理论 |
| 5.1.1 滑模变结构控制定义 |
| 5.1.2 滑模变结构控制的基本性质 |
| 5.2 半主动空气悬架滑模控制器设计 |
| 5.2.1 滑模控制器的参考模型 |
| 5.2.2 误差动力学方程 |
| 5.2.3 滑模切换面的设计 |
| 5.2.4 滑模控制率的设计 |
| 5.3 模糊滑模控制器的设计 |
| 5.4 模糊滑模控制仿真研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历在读期间获得的科研成果及奖励 |
| 致谢 |
（3）车辆半主动悬架系统结构设计及控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 汽车悬架系统分类 |
| 1.3 磁流变液的研究现状 |
| 1.4 国内外磁流变装置研究现状 |
| 1.4.1 磁流变阻尼减振装置 |
| 1.4.2 磁流变密封装置 |
| 1.4.3 磁流变抛光装置 |
| 1.4.4 磁流变传动装置 |
| 1.4.5 磁流变制动器研究现状 |
| 1.4.6 磁流变其他装置的应用 |
| 1.5 控制算法的研究现状 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第2章 磁流变阻尼器设计 |
| 2.1 磁流变阻尼器的阻尼力学模型 |
| 2.1.1 磁流变阻尼器的阻尼力模型 |
| 2.1.2 结构参数对阻尼力的影响 |
| 2.2 磁流变阻尼器结构设计 |
| 2.2.1 缸筒的设计 |
| 2.2.2 活塞的设计 |
| 2.2.3 活塞杆的设计 |
| 2.2.4 其他零部件的设计 |
| 2.3 半主动悬架磁流变阻尼器的原理 |
| 2.4 磁流变阻尼器材料的选择 |
| 2.5 磁路中磁阻的确定 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 车辆半主动悬架系统建模 |
| 3.1 道路模型的建立 |
| 3.2 车辆模型的建立 |
| 3.3 人-车-座椅悬架模型的建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 控制系统设计 |
| 4.1 LQG算法 |
| 4.2 遗传算法优化LQG算法 |
| 4.3 单神经网络PID算法 |
| 4.3.1 神经网络算法 |
| 4.3.2 PID控制算法 |
| 4.3.3 单神经网络PID算法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 仿真实验与结果分析 |
| 5.1 仿真实验条件 |
| 5.2 仿真实验与结果曲线 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（4）单轴转向架跨座式单轨车辆摆振控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景以及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 铁道车辆横向稳定性研究现状 |
| 1.2.2 跨座式单轨车辆横向稳定性研究现状 |
| 1.2.3 磁流变半主动控制研究现状 |
| 1.2.4 跨座式单轨车辆摆振评价研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方案以及技术路线 |
| 第2章 多刚体环境下的单轴转向架车辆摆振分析及优化 |
| 2.1 单轴转向架结构 |
| 2.2 空间杆系运动学分析 |
| 2.3 单轴转向架车辆多刚体动力学模型 |
| 2.3.1 车辆拓扑模型 |
| 2.3.2 车辆多刚体动力学模型 |
| 2.4 单轴转向架车辆摆振仿真分析 |
| 2.5 空间杆系灵敏度分析 |
| 2.6 空间杆系构型优化分析 |
| 2.6.1 优化模型 |
| 2.6.2 优化方法 |
| 2.6.3 优化后的车辆摆振分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 单轴转向架车辆刚柔耦合动力学模型 |
| 3.1 转向架模型 |
| 3.1.1 柔性体理论 |
| 3.1.2 转向架动力学方程 |
| 3.2 .车体模型 |
| 3.3 轨道梁模型 |
| 3.4 轮胎模型 |
| 3.4.1 轮胎力学模型 |
| 3.4.2 胎轨接触模型 |
| 3.5 车辆刚柔耦合动力学模型仿真验证 |
| 3.5.1 仿真模型及分析 |
| 3.5.2 刚柔耦合模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 刚柔耦合模型参数对车辆摆振的影响分析 |
| 4.1 转向架杆系刚度参数对摆振的影响分析 |
| 4.2 悬挂参数对摆振的影响分析 |
| 4.3 轮胎参数对摆振的影响分析 |
| 4.4 转向架主要轮系几何参数对摆振的影响分析 |
| 4.5 整车系统模态及振型对摆振的影响分析 |
| 4.5.1 整车系统模态及振型 |
| 4.5.2 车速对摆振的仿真分析 |
| 4.6 灵敏度分析 |
| 4.6.1 灵敏度理论 |
| 4.6.2 杆系刚度参数灵敏度分析 |
| 4.6.3 动力学参数灵敏度分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于刚柔耦合动力学模型的车辆摆振优化 |
| 5.1 代理模型 |
| 5.1.1 实验点设计 |
| 5.1.2 响应面模型 |
| 5.2 杆系刚度参数优化 |
| 5.2.1 优化模型 |
| 5.2.2 优化结果分析 |
| 5.3 车辆动力学参数协调匹配分析 |
| 5.3.1 优化模型 |
| 5.3.2 优化策略 |
| 5.3.3 优化结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 单轴转向架车辆摆振半主动控制 |
| 6.1 .磁流变阻尼器 |
| 6.1.1 磁流变阻尼器特性及类型 |
| 6.1.2 磁流变阻尼器力学模型概述 |
| 6.2 基于磁流变阻尼器的车辆摆振半主动控制模型 |
| 6.2.1 控制方案 |
| 6.2.2 车辆半主动控制动力学模型 |
| 6.3 半主动控制方法 |
| 6.4 摆振半主动控制及成效分析 |
| 6.5 有效性验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| (一)攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| (二)主持和主研的科研项目 |
（5）车辆阻尼多模式切换半主动空气悬架系统分析及其优化控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状概述 |
| 1.2.1 空气悬架系统研究现状 |
| 1.2.2 可调阻尼减振器研究现状 |
| 1.3 本课题的提出 |
| 1.4 研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究主要内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 阻尼多模式切换半主动空气悬架系统结构设计及模型构建 |
| 2.1 半主动空气悬架系统结构设计及其工作原理 |
| 2.1.1 半主动空气悬架系统结构 |
| 2.1.2 半主动空气悬架系统工作原理 |
| 2.2 半主动空气悬架系统数学模型构建 |
| 2.2.1 建模假设 |
| 2.2.2 阻尼调节机构数学模型 |
| 2.2.3 减振器缸筒内部油液流动数学模型 |
| 2.2.4 空气弹簧数学模型构建 |
| 2.3 悬架系统阻尼比及减振器阻尼档位划分 |
| 2.3.1 基于舒适性和安全性最佳阻尼比范围 |
| 2.3.2 减振器各档位阻尼系数划分 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 阻尼多模式切换半主动空气悬架系统性能仿真及台架试验 |
| 3.1 半主动空气悬架系统性能仿真分析 |
| 3.1.1 仿真模型建立 |
| 3.1.2 阻尼调节装置关键参数对阻尼特性影响规律 |
| 3.1.3 仿真结果分析 |
| 3.2 半主动空气悬架系统台架试验 |
| 3.2.1 台架试验装备 |
| 3.2.2 台架试验步骤 |
| 3.3 半主动空气悬架系统台架试验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 阻尼多模式切换半主动空气悬架系统阻尼控制策略设计 |
| 4.1 车辆二自由度垂向振动模型构建 |
| 4.1.1 悬架系统动力学建模 |
| 4.1.2 随机路面输入建模 |
| 4.2 半主动空气悬架系统阻尼模糊切换控制设计 |
| 4.2.1 切换控制系统介绍 |
| 4.2.2 模糊切换控制系统设计 |
| 4.3 半主动空气悬架系统阻尼模糊神经网络切换控制设计 |
| 4.3.1 模糊神经网络控制系统结构设计 |
| 4.3.2 模糊神经网络控制算法 |
| 4.4 半主动空气悬架系统模糊神经网络控制性能仿真分析 |
| 4.4.1 仿真模型建立 |
| 4.4.2 仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 阻尼多模式切换半主动空气悬架系统阻尼控制性能试验 |
| 5.1 试验仪器及设备 |
| 5.2 阻尼控制性能台架试验方案 |
| 5.2.1 基于dSPACE的控制算法实现 |
| 5.2.2 试验布局及方案 |
| 5.3 台架试验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间学术成果 |
（6）应用磁流变阻尼器的车辆半主动悬架系统性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 磁流变阻尼器的研究现状及应用 |
| 1.2.1 磁流变液流变机理以及流变效应 |
| 1.2.2 磁流变液的主要应用 |
| 1.2.3 汽车悬架系统分类 |
| 1.3 磁流变半主动悬架国内外现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 磁流变阻尼器力学模型与参数辨识 |
| 2.1 磁流变阻尼器结构模型 |
| 2.2 磁流变阻尼器力学模型 |
| 2.3 基于遗传算法的磁流变阻尼器参数辨识 |
| 2.4 基于神经网络的磁流变阻尼器逆模型建立 |
| 2.4.1 神经网络算法 |
| 2.4.2 磁流变阻尼器逆模型的建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 磁流变阻尼器的车辆半主动悬架系统建模 |
| 3.1 道路模型的建立 |
| 3.1.1 梯形减速带道路模型 |
| 3.1.2 随机路面时域模型 |
| 3.2 车辆模型的建立 |
| 3.2.1 二分之一车辆数学模型推导 |
| 3.2.2 二分之一车辆Simulink仿真模型 |
| 3.3 人-车-座椅悬架模型的建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 磁流变阻尼器的车辆半主动悬架系统控制策略研究 |
| 4.1 LQG算法 |
| 4.1.1 状态空间方程 |
| 4.1.2 LQG算法目标函数的建立与算法的求解 |
| 4.2 遗传算法优化LQG权值 |
| 4.3 座椅悬架控制策略研究 |
| 4.3.1 PID控制器 |
| 4.3.2 粒子群算法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 磁流变阻尼器的车辆半主动悬架系统仿真实验与结果分析 |
| 5.1 仿真条件 |
| 5.2 Simulink仿真实验 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.3.1 随机路面激励结果分析 |
| 5.3.2 梯形减速带激励结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（7）基于磁流变技术的高速列车半主动悬挂系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 轨道车辆二系悬挂系统研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 被动悬挂系统 |
| 1.2.2 主动悬挂系统 |
| 1.2.3 半主动悬挂系统 |
| 1.3 基于磁流变技术的半主动悬挂系统研究现状与发展趋势 |
| 1.3.1 磁流变液 |
| 1.3.2 基于磁流变技术的半主动悬挂系统及其应用 |
| 1.4 本文研究目的和主要研究内容 |
| 2 高速列车可变刚度悬挂系统适应性研究 |
| 2.1 高速列车横向动力学模型 |
| 2.1.1 车体动力学方程 |
| 2.1.2 转向架动力学方程 |
| 2.1.3 轮对动力学方程 |
| 2.1.4 高速列车系统状态空间方程 |
| 2.2 轨道随机不平顺激励 |
| 2.2.1 方向不平顺 |
| 2.2.2 水平不平顺 |
| 2.2.3 轨道激励功率谱密度函数 |
| 2.3 高速列车可变刚度悬挂系统设计与仿真计算 |
| 2.3.1 可变刚度悬挂系统设计 |
| 2.3.2 振动传递率仿真计算结果 |
| 2.3.3 车体加速度计算结果 |
| 2.3.4 转向架和轮对加速度计算结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 高速列车悬挂系统刚度与阻尼变化对车辆动力学性能的适应性研究 |
| 3.1 高速列车多体动力学模型 |
| 3.1.1 车辆系统动力学模型 |
| 3.1.2 悬挂系统非线性 |
| 3.1.3 轮轨接触非线性 |
| 3.1.4 轨道不平顺参数 |
| 3.1.5 动力学性能评价指标 |
| 3.1.6 车辆动力学模型验证 |
| 3.2 高速列车可变阻尼二系悬挂系统适应性研究 |
| 3.2.1 可变阻尼抗蛇行减振器适应性分析 |
| 3.2.2 可变阻尼二系横向减振器适应性分析 |
| 3.2.3 可变阻尼抗蛇行减振器和二系横向减振器组合适应性分析 |
| 3.3 高速列车可变阻尼抗蛇行减振器对运行工况的适应性研究 |
| 3.3.1 列车运行速度变化的适应性研究 |
| 3.3.2 列车运行线路恶化的适应性研究 |
| 3.3.3 列车运行曲线变化的适应性研究 |
| 3.3.4 列车运行线路变化的适应性研究 |
| 3.3.5 可变阻尼抗蛇行减振器对运行工况的适应性进一步讨论 |
| 3.4 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂对轮轨磨耗的适应性研究 |
| 3.4.1 磁流变阻尼器力学模型 |
| 3.4.2 可变刚度可变阻尼磁流变抗蛇行减振器力学模型 |
| 3.4.3 可变刚度可变阻尼抗蛇行减振器对车辆动力学性能的影响 |
| 3.4.4 可变刚度可变阻尼半主动悬挂系统设计与仿真计算结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高速列车可变刚度悬挂系统有效性试验研究 |
| 4.1 高速列车可变刚度悬挂系统与振动测试平台的设计与搭建 |
| 4.1.1 可变刚度悬挂系统的结构设计与工作原理 |
| 4.1.2 车辆振动测试平台的设计与工作原理 |
| 4.2 可变刚度磁流变减振器的设计和性能测试 |
| 4.2.1 可变刚度磁流变减振器的结构和工作原理 |
| 4.2.2 可变刚度磁流变减振器的磁场仿真计算 |
| 4.2.3 可变刚度磁流变减振器动态性能测试 |
| 4.3 高速列车可变刚度悬挂系统设计与性能评估 |
| 4.3.1 可变刚度悬挂系统控制策略设计 |
| 4.3.2 高速列车可变刚度悬挂系统的测试结果与评估 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 高速列车多功能可变刚度可变阻尼半主动悬挂系统设计与试验评估 |
| 5.1 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂系统的结构设计和工作原理 |
| 5.2 可变刚度磁流变弹性体隔振器的设计和性能测试 |
| 5.2.1 可变刚度磁流变弹性体隔振器的结构和工作原理 |
| 5.2.2 可变刚度磁流变弹性体隔振器的磁场仿真与性能计算 |
| 5.2.3 可变刚度磁流变弹性体隔振器的加工与性能测试 |
| 5.3 可变阻尼磁流变阻尼器的设计和性能测试 |
| 5.3.1 可变阻尼磁流变阻尼器的结构和工作原理 |
| 5.3.2 可变阻尼磁流变阻尼器的磁场仿真与性能计算 |
| 5.3.3 可变阻尼磁流变阻尼器性能测试 |
| 5.4 高速列车多功能可变刚度可变阻尼悬挂系统的试验测试与分析 |
| 5.4.1 高速列车模型及半主动悬挂系统的振动测试平台 |
| 5.4.2 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂系统控制算法的设计 |
| 5.4.3 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂系统的试验测试与评估 |
| 5.4.4 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂可拓展性和故障安全性讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）电磁主动隔振系统建模与控制方法研究（论文提纲范文）
| 论文创新点 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 主被动隔振系统研究现状 |
| 1.2.2 电磁隔振系统结构研究现状 |
| 1.2.3 主动隔振系统建模研究现状 |
| 1.2.4 隔振系统控制方法研究现状 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 2 电磁隔振系统元件优化与建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电磁隔振系统元件的优化设计 |
| 2.2.1 电磁隔振系统元件的形状优化 |
| 2.2.2 电磁隔振系统元件的参数优化 |
| 2.3 电磁隔振系统模型分析 |
| 2.4 电磁隔振系统的结构设计与建模 |
| 2.4.1 电磁隔振系统的结构设计 |
| 2.4.2 电磁隔振系统的建模 |
| 2.4.3 基于数据建模和PID控制器的仿真分析 |
| 2.4.4 基于数据建模和PID控制器的实验分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于等效刚度和阻尼系数的主动控制方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 隔振系统非线性关系和动力学方程 |
| 3.2.1 电磁隔振系统非线性关系 |
| 3.2.2 电磁隔振系统动力学方程 |
| 3.3 基于等效刚度的主动控制方法 |
| 3.3.1 系统动态性能指标 |
| 3.3.2 等效刚度系数优化 |
| 3.3.3 基于等效刚度系数的控制框图 |
| 3.3.4 基于等效刚度系数的仿真结果 |
| 3.4 基于等效刚度和阻尼系数的主动控制方法 |
| 3.4.1 系统动态性能指标 |
| 3.4.2 参数优化和控制框图 |
| 3.4.3 基于等效刚度和阻尼系数的仿真结果 |
| 3.4.4 基于等效刚度和阻尼系数的实验分析 |
| 3.5 基于分段等效刚度和阻尼系数的控制方法 |
| 3.5.1 分段策略 |
| 3.5.2 基于分段等效刚度和阻尼系数的控制框图 |
| 3.5.3 基于分段等效刚度和阻尼系数的仿真分析 |
| 3.5.4 基于分段等效刚度和阻尼系数的实验分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于状态空间和协同遗传算法的主动控制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统状态空间描述 |
| 4.2.1 基本定义 |
| 4.2.2 隔振系统状态空间表达式 |
| 4.2.3 离散化 |
| 4.3 基于LQR和协同小生境遗传算法的控制方法 |
| 4.3.1 线性二次型最优控制 |
| 4.3.2 小生境遗传算法 |
| 4.3.3 协同算法 |
| 4.3.4 仿真分析 |
| 4.3.5 实验分析 |
| 4.4 基于RHC和协同变染色体长度遗传算法的控制方法 |
| 4.4.1 滚动时域优化 |
| 4.4.2 协同变染色体长度遗传算法 |
| 4.4.3 仿真分析 |
| 4.4.4 实验分析 |
| 4.5 仿真对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 多隔振单元并联的电磁隔振系统控制方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多隔振单元并联的电磁隔振系统结构设计与建模 |
| 5.2.1 双隔振单元并联系统的结构设计与建模 |
| 5.2.2 三隔振单元并联系统的结构设计与建模 |
| 5.3 双隔振单元并联的电磁隔振系统控制方法 |
| 5.3.1 基于LQR和 NGA的双隔振单元并联系统控制方法 |
| 5.3.2 基于RHC和 CGAVLC的双隔振单元并联系统控制方法 |
| 5.4 三隔振单元并联的电磁隔振系统控制方法 |
| 5.4.1 基于LQR和 NGA的三隔振单元并联系统控制方法 |
| 5.4.2 基于RHC和 CGAVLC的三隔振单元并联系统控制方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻博期间发表的科研成果目录 |
| 致谢 |
（9）基于路面识别的客车ECAS车高预测控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 电控空气悬架的结构概述 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 ECAS车高调节控制技术 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.3.3 国内研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 客车ECAS车高调节动态系统建模 |
| 2.1 整车ECAS车高调节工作原理 |
| 2.2 空气弹簧数学建模 |
| 2.3 电磁阀及气动管路模型 |
| 2.4 整车ECAS动态模型建立 |
| 2.5 四轮随机路面时域激励建模与仿真 |
| 2.5.1 单轮输入建模的理论基础 |
| 2.5.2 左、右轮路面输入的相关建模 |
| 2.5.3 前、后轮路面输入的相关建模 |
| 2.5.4 基于Matlab/Simulink的路面激励仿真 |
| 第三章 整车ECAS系统混杂动态建模 |
| 3.1 混杂系统理论 |
| 3.1.1 混杂系统的提出 |
| 3.1.2 混杂系统建模 |
| 3.1.3 优化控制 |
| 3.2 车高调节系统模型的线性化 |
| 3.2.1 空气弹簧模型线性化 |
| 3.2.2 电磁阀模型线性化 |
| 3.2.3 磁流变阻尼器模型 |
| 3.2.4 整车模型线性化 |
| 3.3 整车ECAS混杂动态MLD建模 |
| 3.3.1 基于MLD的混杂系统建模方法 |
| 3.3.2 整车MLD建模 |
| 第四章 基于悬架动态响应的路面识别研究 |
| 4.1 路面不平度概述和常用识别方法 |
| 4.1.1 路面不平度概述 |
| 4.1.2 路面不平度识别的常用技术 |
| 4.2 BP神经网络的基本原理 |
| 4.2.1 BP神经网络原理 |
| 4.2.2 BP神经网络训练流程 |
| 4.3 路面识别神经网络设计及仿真分析 |
| 4.3.1 训练样本参数的选取 |
| 4.3.2 路面识别神经网络结构 |
| 4.3.3 路面识别神经网络算法和训练样本 |
| 4.3.4 路面识别神经网络算法仿真 |
| 4.3.5 路面识别神经网络改进算法 |
| 第五章 空气悬架车身高度和整车姿态混杂动态控制 |
| 5.1 整车控制问题描述 |
| 5.1.1 车高调节振荡现象 |
| 5.1.2 车身姿态失稳现象 |
| 5.2 基于误差带识别的电磁阀开关状态控制策略 |
| 5.2.1 电磁阀开关控制描述 |
| 5.2.2 电磁阀控制器设计 |
| 5.3 基于MLD模型的模型预测控制原理 |
| 5.4 基于混杂模型预测控制的磁流变阻尼力控制器设计 |
| 5.4.1 控制目标函数建立 |
| 5.4.2 系统MIQP问题建立 |
| 5.5 空气悬架车身高度和整车姿态控制仿真 |
| 5.5.1 静态工况仿真 |
| 5.5.2 动态工况仿真 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 电磁阀开关控制算法伪代码 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（10）磁流变阻尼器的力学性能及其对吊杆拱桥的地震响应控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 结构震动控制 |
| 1.2.1 结构震动控制的分类 |
| 1.2.2 结构震动控制的主要应用 |
| 1.3 磁流变阻尼器 |
| 1.3.1 磁流变液的性能研究与应用现状 |
| 1.3.2 磁流变阻尼器的工作模式 |
| 1.3.3 磁流变阻尼器研究与应用现状 |
| 1.3.4 磁流变阻尼器在桥梁中的应用 |
| 1.3.5 磁流变阻尼器的力学模型 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 1.4.1 本文的研究目的 |
| 1.4.2 本文研究的主要内容及创新点 |
| 第二章 磁流变阻尼器拟静力力学性能研究 |
| 2.1 磁流变阻尼器的结构特点 |
| 2.1.1 自制磁流变阻尼器结构特点 |
| 2.1.2 自制磁流变液性能测试 |
| 2.2 磁流变阻尼器拟静态力学性能试验 |
| 2.2.1 试验目的 |
| 2.2.2 试验装置 |
| 2.2.3 拟静力加载制度 |
| 2.2.4 试验现象 |
| 2.3 磁流变阻尼器拟静力试验力学性能分析 |
| 2.3.1 力学性能随位移幅值的变化规律 |
| 2.3.2 力学性能随电流的变化规律 |
| 2.3.3 阻尼力发生波动现象的成因分析 |
| 2.4 磁流变阻尼器拟静力试验力学模型 |
| 2.4.1 磁流变阻尼器计算模型 |
| 2.4.2 计算模型参数识别 |
| 2.4.3 模型对比验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 磁流变阻尼器动力学性能研究 |
| 3.1 磁流变阻尼器低周往复力学性能试验 |
| 3.1.1 试验目的 |
| 3.1.2 动力试验方案 |
| 3.1.3 试验现象 |
| 3.2 磁流变阻尼器动力试验力学性能分析 |
| 3.2.1 力学性能随电流的变化规律 |
| 3.2.2 力学性能随位移幅值的变化规律 |
| 3.2.3 力学性能随激励频率的变化规律 |
| 3.3 磁流变阻尼器动力试验耗能性能分析 |
| 3.3.1 低周往复加载下,磁流变阻尼器耗能随电流的变化规律 |
| 3.3.2 低周往复加载下,磁流变阻尼器耗能随位移幅值的变化规律 |
| 3.3.3 低周往复加载下,磁流变阻尼器耗能随频率的变化规律 |
| 3.4 部分线圈通电试验结果分析 |
| 3.4.1 中间两磁路与两端两磁路通电磁流变阻尼器力学性能 |
| 3.4.2 中间两磁路与两端两磁路通电工况对比 |
| 3.4.3 两磁路通电与四磁路通电对比 |
| 3.5 磁流变阻尼器动力试验力学模型参数识别 |
| 3.5.1 动力学模型选择 |
| 3.5.2 力学模型参数识别 |
| 3.5.3 力学模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 磁流变阻尼器对吊杆拱桥减震控制研究 |
| 4.1 吊杆拱桥结构参数 |
| 4.2 吊杆拱桥及磁流变阻尼器有限元建模 |
| 4.2.1 吊杆拱桥有限元建模 |
| 4.2.2 阻尼器放置位置及有限元建模 |
| 4.3 磁流变阻尼器—吊杆拱桥系统减震控制 |
| 4.3.1 地震波选取 |
| 4.3.2 时程响应分析 |
| 4.3.3 磁流变阻尼器耗能分析 |
| 4.3.4 控制效果评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果 |
| 致谢 |
四、基于神经网络技术实现磁流变阻尼器对结构振动的优化控制(英文)（论文参考文献）
- [1]半主动悬架研究[J]. 冯薇,李子旭,王云超,胡志超. 集美大学学报(自然科学版), 2021(04)
- [2]车辆磁流变半主动空气悬架系统控制策略研究[D]. 顾瑞恒. 华东交通大学, 2021
- [3]车辆半主动悬架系统结构设计及控制策略研究[D]. 李凌翀. 长春工业大学, 2020(04)
- [4]单轴转向架跨座式单轨车辆摆振控制[D]. 周军超. 重庆交通大学, 2020(01)
- [5]车辆阻尼多模式切换半主动空气悬架系统分析及其优化控制研究[D]. 马瑞. 江苏大学, 2020(02)
- [6]应用磁流变阻尼器的车辆半主动悬架系统性能研究[D]. 王中男. 长春工业大学, 2020(01)
- [7]基于磁流变技术的高速列车半主动悬挂系统研究[D]. 金天贺. 北京交通大学, 2020(03)
- [8]电磁主动隔振系统建模与控制方法研究[D]. 张磊. 武汉大学, 2020(03)
- [9]基于路面识别的客车ECAS车高预测控制研究[D]. 姜菁珍. 重庆交通大学, 2020(01)
- [10]磁流变阻尼器的力学性能及其对吊杆拱桥的地震响应控制[D]. 毋贵斌. 郑州大学, 2020(02)