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冲击作用下磁流变车辆座椅悬架混杂系统的鲁棒控制

浮洁  余淼  
【摘要】:由于运行路况恶劣,货车、工程和军用车辆等在行驶时会产生剧烈冲击作用,而剧烈的冲击将极大影响驾驶员的身体健康。因此,座椅悬架系统的冲击抑制是一个非常重要的问题。目前,车辆驾驶员座椅悬架多数采用被动悬架,其阻尼系数和刚度系数不能随着车辆的工作工况改变而进行调节,使其减振性能受到极大限制。基于磁流变阻尼器的半主动悬架可以根据路面的工况实时调节阻尼力并在较宽的频域范围内改善系统的性能,提高驾驶员的驾驶和乘坐舒适性,具有较好的应用前景。现有关于磁流变座椅悬架的振动控制研究中,多数只考虑振动作用,而在车辆的运行过程中,除了振动影响,往往伴随冲击作用,对冲击作用下的座椅悬架的控制问题研究较少。论文将磁流变阻尼器作为车辆座椅悬架的执行器件,研究了冲击作用下座椅悬架系统的冲击抑制问题。首先建立磁流变座椅悬架系统的动力学模型,在建模过程中同时考虑了系统中存在的参数不确定(质量、刚度、阻尼)因素。由于冲击作用为离散激励,使得磁流变座椅悬架系统为混杂系统,论文将脉冲微分方程的思想引入到系统模型中,建立了基于脉冲微分方程的磁流变座椅悬架混杂系统模型。其次,基于脉冲微分方程理论和Lyapunov泛函理论设计出磁流变座椅悬架系统的半主动控制器,给出控制器参数线性矩阵不等式解的形式,并保证系统的性能指标。最后,冲击作用下的仿真结果表明,所提方法在参数不确定和冲击干扰下能够有效衰减磁流变座椅悬架系统的垂直加速度,提高人体乘坐舒适性。

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