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汽车半主动空气悬架的神经网络控制方法

朱思洪 吕宝占 王辉 张莹 贺亮

朱思洪, 吕宝占, 王辉, 张莹, 贺亮. 汽车半主动空气悬架的神经网络控制方法[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(4): 66-70.
引用本文: 朱思洪, 吕宝占, 王辉, 张莹, 贺亮. 汽车半主动空气悬架的神经网络控制方法[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(4): 66-70.
ZHU Si-hong, LU Bao-zhan, WANG Hui, ZHANG Ying, HE Liang. Neural network control method of automotive semi-active air suspension[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(4): 66-70.
Citation: ZHU Si-hong, LU Bao-zhan, WANG Hui, ZHANG Ying, HE Liang. Neural network control method of automotive semi-active air suspension[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(4): 66-70.

汽车半主动空气悬架的神经网络控制方法

基金项目: 

教育部优秀青年教师计划项目 2001-1829

详细信息
    作者简介:

    朱思洪(1962-), 男, 湖北监利人, 南京农业大学教授, 工学博士, 从事机械现代设计理论及方法与车辆振动及控制研究

  • 中图分类号: U463.33

Neural network control method of automotive semi-active air suspension

More Information
    Author Bio:

    Zhu Si-hong(1962-), male, PhD, professor, 86-25-58606603, zsh@njau.edu.cn

  • 摘要: 为了提高汽车半主动悬架的控制效果, 以空气弹簧压力为控制对象, 应用自适应神经网络控制方法, 进行了不同路面激励下的半主动空气悬架的车身垂直加速度、悬架动挠度和车轮动载荷的计算机仿真和实验研究, 并与被动悬架系统的相应参数进行了对比。发现在白噪声路面和较低频率的正弦路面激励下, 半主动空气悬架采用自适应神经网络控制能够明显降低车身垂直加速度、车轮动载荷和悬架动挠度, 降低范围为16%~85%, 提高了车辆的操纵稳定性, 改善了车辆的行驶安全性与乘坐舒适性。

     

  • 图  1  悬架结构与数学模型

    Figure  1.  Structure and mathematical model of suspension

    图  2  控制结构

    Figure  2.  Control structure

    图  3  神经网络辨识器结构

    Figure  3.  Identification structure of neural network

    图  4  悬架系统的动态响应

    Figure  4.  Dynamic response of suspension system

    图  5  车身加速度对比

    Figure  5.  Comparison of body accelerations

    表  1  悬架参数

    Table  1.   Suspension parameters

    簧下质量m1/kg 簧上质量m2/kg 轮胎刚度k1/ (kN·m-1) 悬架基值刚度k0/ (kN·m-1) 悬架阻尼c/ (kN·s·m-1)
    25 330 170 13 1
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    表  2  仿真结果的均方根值

    Table  2.   Mean square roots of simulation result

    悬架类型 车身加速度/ (m·s-2) 车轮动载荷/N 悬架动挠度/mm
    白噪声 正弦波 白噪声 正弦波 白噪声 正弦波
    被动悬架 0.282 9 1.899 2 102.213 4 621.805 7 8.7 23.2
    神经网络控制悬架 0.088 3 0.283 9 70.309 6 525.168 5 5.4 18.1
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    表  3  车身加速度均方根值

    Table  3.   Mean square roots of body accelerations m·s-2

    悬架类型 正弦波激励频率f0/Hz
    4 6 8
    被动悬架 4.652 7 1.124 3 1.059 4
    神经网络控制悬架 2.252 6 0.810 0 0.706 8
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  • 收稿日期:  2006-06-22
  • 刊出日期:  2006-12-25

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