某轻型车磁流变半主动悬架模糊进化规划控制研究

【摘要】随着人们对汽车舒适性、操控性的要求不断提高，国内外汽车界将焦点集中在汽车悬架的改进上，而性能出色、成本低廉的半主动悬架和控制精准、功耗低的磁流变减振器成为研究的热点；又因为模糊控制不依赖于精确的数学模型，适合于非线性系统，同时以进化规划为代表的进化算法在求解优化问题上具有独特优势。因此，使用模糊-进化规划算法对磁流变半主动悬架控制的研究具有非常现实的意义。本文以提高车辆平顺性，兼顾操纵稳定性和行驶安全性为目标，针对某轻型车采用模糊-进化规划算法开展磁流变半主动悬架控制研究。在推导并建立的磁流变半主动悬架数学模型的基础上，使用Matlab/Simulink建立系统仿真模型。随后设计了车身垂向、俯仰、侧倾三个模糊控制器，并针对模糊控制器的缺陷，使用进化规划算法对控制器参数进行优化，提高在不同的行驶工况下控制器的性能。接着使用软件仿真分析验证模糊-进化规划算法的有效性。最后搭建硬件在环试验台，验证模糊-进化规划算法的可靠性和适应性进行对比验证。本文的主要工作有：1.推导路面输入轮廓函数，建立路面模型；对磁流变减振器试验数据进行拟合，建立磁流变减振器多项式模型；推导整车七自由度动力学方程，建立半主动悬架数学模型。2.按照模糊控制设计基本流程，设计了车身垂向、俯仰、侧倾三个模糊控制器。按照进化规划算法的基本原理，通过Matlab编程实现进化规划算法，并将进化规划算法应用于车身垂向、俯仰、侧倾模糊控制器的比例因子和量化因子的优化上。推导阻尼力分配公式，将车身垂向控制力和俯仰、侧倾力矩以阻尼力的形式分配给四个减振器。3.建立磁流变半主动悬架仿真模型，包括路面仿真模型、磁流变减振器仿真模型和整车仿真模型。采取两种行驶工况对被动悬架和模糊控制磁流变半主动悬架进行仿真分析，检验模糊控制算法的有效性。同时，采取与前面相同的两个行驶工况对被动悬架、模糊控制和模糊进化规划控制磁流变半主动悬架进行仿真分析，检验进化规划对模糊控制器优化的效果，以及模糊进化规划对半主动悬架的控制效果。4.搭建基于dSPACE实时仿真系统的硬件在环试验台，主要包括信号处理电路、控制器和电流驱动器等，对硬件在环试验的硬件和软件部分进行简单介绍；对搭建好的硬件在环试验台仍然按照前面两个行驶工况进行硬件在环试验，验证所设计的模糊-进化规划控制系统的有效性和软件仿真的准确性。
【作者】曹振；
【导师】李静；
【作者基本信息】吉林大学，流体力学，2014，硕士
【关键词】半主动悬架；磁流变减振器；模糊控制；进化规划；硬件在环；

【参考文献】
[1]陈倩.金斯利·艾米斯的《幸运的吉姆》之存在主义分析[D].河北师范大学,英语语言文学,2013,硕士.
[2]董学军,陈仲新,阿拉腾宝,刘志茂,斯登丹巴.毛乌素沙地沙地柏(Sabinavulgaris)的水分生态初步研究[J].植物生态学报,1999,04:24-32.
[3]刘斐.《内隐学习功能差异的分析》翻译项目报告[D].安徽大学,英语笔译,2014,硕士.
[4]温旭丁.ANN模型在亚热带杉木林CO_2通量研究中的应用[D].中南林业科技大学,生态学,2014,硕士.
[5]赵瑞瑞.（m，m-1，0）型酉图及其次成分的性质[D].河北师范大学,基础数学,2013,硕士.
[6]刘翔.河南生态枣业研究[D].河南农业大学,农业科技组织与服务,2012,硕士.
[7]王芳霞.旅游境区构成要素研究及框架性评价体系构建[D].北京交通大学,2014.
[8]陈贵妙.Bmp4过表达对牙胚发育的影响[D].福建师范大学,发育生物学,2013,硕士.
[9]刘敬成.基于非嵌段双亲大分子改性碳纳米管功能涂层的研究[D].江南大学,2013.
[10]雷鹏.基于B/S的人事局档案管理系统的设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[11]黎华,方平.焊接过程电信号在线监测研究现状及发展趋势[J].南昌航空工业学院学报(自然科学版),2004,03:33-36.
[12]刘秀英.采空区建筑地基稳定性分析的相似模拟试验研究[D].太原理工大学,岩土工程,2004,硕士.
[13]王强.汽车牵引力系统最优滑移率控制研究[D].吉林大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[14]陈丽.城市社区居委会建设的问题及对策研究[D].西北大学,行政管理,2013,硕士.
[15]范宗勤.云环境下的资源调度算法研究[D].北京交通大学,2014.
[16]范菁.基于香港高校管理工作的启发和思考[J].高教与经济,2012,04:13-16.
[17]范元春.同种异体NK细胞与人上皮性卵巢癌细胞之间的免疫编辑[D].河北医科大学,妇产科学,2013,硕士.
[18]时海燕.烟台农业产业化现状与发展的研究[D].中国农业大学,种植业,2004,硕士.
[19]李孟夏.重庆市生态住区评估体系优化研究[D].重庆大学,城市规划与设计,2014,硕士.
[20]倪茂林,谌颖.线性时滞不确定系统的鲁棒稳定控制[J].自动化学报,1996,06:727-730.
[21]郭志华.碱蓬对不同作物和牧草化感作用的研究[D].东北师范大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[22]杨宏.中学物理学习评价研究[D].苏州大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[23]邹诗谧.儿童公园信任游戏环境研究[D].湖北工业大学,设计艺术学,2014,硕士.
[24]李广原,李文敬.一个基于属性相似性的聚类分析方法[J].电脑与信息技术,2002,04:5-6+66.
[25]郭帅.基础教育均衡化中教师聘任制研究[D].河北大学,教育学原理,2014,硕士.
[26]黄海英.ENSO振荡的时空特征分析以及不同风应力强迫海洋的数值试验[D].南京气象学院,气象学,2004,硕士.
[27]余之泳,黄浙.印度机床工业的现况及评价[J].组合机床与自动化加工技术.1990(12)
[28]吕橙.Web用户访问模式和半结构化、层次数据的模式发现[D].广西师范大学,2003.
[29]郭春艳.汉画像酒文化研究[D].江苏师范大学,艺术学,2013,硕士.
[30]施宇锋,周纯杰,秦元庆,王永骥.星载光谱仪摆臂系统的变结构空间抗扰控制[J].控制与决策,2011,12:1872-1876.
[31]冯春祥.间充质干细胞/尿路上皮细胞—脱细胞基质修复尿道缺损[D].郑州大学,外科学,2013,硕士.
[32]黄保乾.激波与单/双球相互作用机理研究[D].浙江理工大学,流体机械及工程,2014,硕士.
[33]杨倩,徐源,蒋阳月,陈英文,祝社民,沈树宝.微生物燃料电池电极材料的最新研究进展[J].化工进展,2013,10:2423-2428.
[34]张强.两方程湍流模型的应用研究[D].西北工业大学,流体力学,2004,硕士.
[35]刘爱波.壳聚糖及壳聚糖—酵母多糖复合微球抗大鼠PCP的研究[D].重庆医科大学,病原生物学,2014,博士.
[36]吴丽君.英语专业学生汉译英中的名词化研究[D].杭州电子科技大学,英语语言文学,2013,硕士.
[37]李振崇.基于JESS的故障诊断专家系统的研究与实现[D].江南大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[38]史崇升.基于高光谱成像技术的马铃薯外部品质无损检测建模及优化研究[D].宁夏大学,电子与通信工程（专业学位）,2014,硕士.
[39]余媛芳.面向产品创新设计的知识获取研究[D].西北工业大学,2004.
[40]杨雪清.苹果蠹蛾解毒酶基因的克隆及功能研究[D].西北农林科技大学,农业昆虫与害虫防治,2014,博士.
[41]从相国.原发性肾病综合征患者血清甲状腺激素水平变化及临床观察[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[42]陈启龙.肺癌组织SOX4基因突变的研究[D].安徽师范大学,动物学,2004,硕士.
[43]陆雪刚.基于联合波束形成的下行空分多址技术[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[44]汪鑫.畜禽粪便APBR反应器功能菌群结构对温度分化的响应[D].西南大学,环境工程,2014,硕士.
[45]朴香兰.中韩加入WTO后农业保护政策比较研究[D].对外经济贸易大学,国际贸易,2004,硕士.
[46]张超.基于遥感和土地利用变化的灵盐地区生态资产定量评估[D].兰州大学,地球系统科学,2013,硕士.
[47]徐明芳.基于PDA手持设备的餐饮管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[48]白复沛,王继信,王震扬.微型机用于配尺剪切控制[J].冶金自动化,1983,S1:22-26.
[49]徐洁.核仁素适配体修饰的雷公藤甲素稳定性和细胞选择性考察[D].西南交通大学,中药学,2014,硕士.
[50]陈希瑶.Notch信号途径对缺血/再灌注心肌的保护作用[D].第四军医大学,生理学,2014,硕士.