摘要
随着中国综合国力的提升，人民对于日常出行的标准逐渐提高，对于车辆的乘坐舒适性、操纵稳定性、行驶平顺性也提出了新的要求。车辆悬架作为汽车底盘系统的一个重要组成部分，其主要作用为弹性连接车架或车身，将路面对于簧载与非簧载的冲击传递到车架，衰减弹性系统振动，提高车辆行驶性能，因此，车辆悬架系统性能的优劣对于汽车的正常行驶有着重要的影响。而使用磁流变阻尼器（MagnetoRheological Damper）的半主动悬架具有结构简单、耗能小、响应迅速、输出阻尼力范围大等优点，在一定条件下能够接近主动悬架的性能，受到了各国研究人员的广泛关注。MRD作为一种新型的智能隔振器件，其应用技术仍未成熟完善，目前研究人员对于MRD的力学模型、输出阻尼力的精确控制等问题仍需要进一步研究。为此，本文主要针对车辆磁流变半主动悬架系统中的MRD力学建模及半主动悬架控制策略进行研究，利用Simulink进行数值分析，主要研究内容包括： （1）研究了悬架系统的结构与分类，对比了各类悬架系统的优缺点。介绍了磁流变液的组成及其作用原理，分析了使用磁流变液的磁流变阻尼器的结构与工作原理，阐述了MRD的工作模式与MRD的研究现状，分析了应用于MRD的各类控制策略的优势与不足，目前已取得的进展。 （2）研究了目前MRD各类力学模型的优缺点，对MRD进行力学性能试验，获得MRD的示功特性与速度特性，利用Levenberg-Marquardt算法对MRD的可调Sigmoid进行参数辨识，接着使用残差对辨识的精度进行分析，然后使用最小二乘法对辨识的参数进行分段函数拟合，在Simulink中搭建可调Sigmoid的力学模型，进一步验证Levenberg-Marquardt算法对参数辨识的精确性。 （3）推导了随机路面和冲击路面的函数表达式，在Simulink中搭建随机路面和冲击路面模型，分析了路面等级、车速等因素对于路况的影响。搭建了1/4车辆半主动悬架实际模型，研究了该半主动悬架系统以车速15m/s的速度行驶于随机路面与冲击路面的车况。 （4）以1/4车辆半主动悬架实际模型与参考模型为研究对象，建立滑动面，根据误差动力学方程，设计切换函数，得到了滑模控制下的输入阻尼力，利用饱和函数代替符号函数，削弱滑模控制的抖振现象，分析了参数ξ对于半主动悬架系统的重要影响，使用模糊控制与RBF神经网络对参数ξ进行优化，得到了模糊滑模控制策略与RBF滑模控制策略下的车辆性能指标，对比分析了性能变化的比率，根据研究表明：所设计的模糊滑模控制策略性能优于RBF滑模控制策略，能够更加适用于车辆减振系统，改良车辆行驶状态。
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