汽車(chē)主動(dòng)懸架的單神經(jīng)元自適應(yīng)控制
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
所用的懸架模型參數(shù)名義值[10>
ms=240kg,mt=36kg,ks=16kN/m,b=980N?s/m,kt=160kN/m。以C級(jí)路面的垂直速度為激勵(lì)輸入進(jìn)行仿真。路面不平度系數(shù)Gq（n0）=256×10-6m2/m-1,車(chē)速v=20m/s,參考空間頻率n0=0.1m-1,速度功率譜密度為一白噪聲Gq?（f）=4π2Gq（n0）n20v。仿真中神經(jīng)元控制器參數(shù)為:學(xué)習(xí)速率d1=30,d2=63.3,d3=15.9；比例系數(shù)k=148.7；采樣周期為0.01s。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/197811.htm
仿真時(shí),先對(duì)模型參數(shù)取名義值進(jìn)行驗(yàn)證；然后將懸架參數(shù)的車(chē)身質(zhì)量增加20%,同時(shí)輪胎剛度下降20%,考察控制器在模型參數(shù)變化時(shí)的適應(yīng)能力。以上兩種情況著重考察車(chē)身加速度響應(yīng),見(jiàn)圖4及圖5；根據(jù)懸架系統(tǒng)時(shí)域輸出仿真數(shù)據(jù),計(jì)算車(chē)身加速度、懸架動(dòng)撓度、車(chē)輪動(dòng)位移的均方根值及綜合性能指數(shù)J,如表1所示。
由圖4和表1可知,在名義參數(shù)情況下,兩種主動(dòng)懸架都能有效地降低車(chē)身加速度,改善平順性。盡管懸架動(dòng)撓度有所增大,但車(chē)輛的綜合性能仍得到了改進(jìn)。而且,自適應(yīng)神經(jīng)元控制下的車(chē)輪動(dòng)位移也有一定程度的改善,其綜合減振效果要明顯優(yōu)于PID控制。由圖5和表1可見(jiàn),在懸架參數(shù)變化時(shí),兩種主動(dòng)懸架仍然都能減少車(chē)身加速度,有效地改善平順性。自適應(yīng)神經(jīng)元控制的減振效果仍然優(yōu)于PID控制。由此表明:自適應(yīng)神經(jīng)元控制能有效地跟隨模型參數(shù)的變化,將車(chē)身加速度控制在一個(gè)較好的范圍內(nèi),降低了參數(shù)不確定性對(duì)車(chē)輛平順性能的影響；雖然神經(jīng)元控制的懸架動(dòng)撓度、車(chē)輪動(dòng)位移相對(duì)被動(dòng)懸架有所增大,但相對(duì)PID控制仍有改善,尤其是其綜合性能也得到了改進(jìn)。
五、結(jié)論
?。?）車(chē)輛主動(dòng)懸架的自適應(yīng)神經(jīng)元控制器的仿真結(jié)果表明:該控制器能有效地改善車(chē)輛的綜合性能,尤其是車(chē)輛運(yùn)行的平順性和舒適性,而且魯棒性好,對(duì)模型參數(shù)的變化具有一定的適應(yīng)性,便于實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。
?。?）需要進(jìn)一步研究控制器對(duì)不同路面激勵(lì)的適應(yīng)性,以完善主動(dòng)懸架的性能。
?。?）應(yīng)對(duì)控制過(guò)程的實(shí)用化作深一步的研究,比如考慮作動(dòng)器的非線性、時(shí)滯等因素的影響。
評(píng)論