振动与冲击2021，Vol.40Issue(4) ：270-276.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.04.037

基于微分几何法的非线性分数阶悬架主动控制

Active control of nonlinear suspension with fractional order based on a differential geometry method

常宇健 田沃沃 金格 陈恩利 李韶华
振动与冲击2021，Vol.40Issue(4) ：270-276.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.04.037
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基于微分几何法的非线性分数阶悬架主动控制

Active control of nonlinear suspension with fractional order based on a differential geometry method

常宇健 1田沃沃 2金格 2陈恩利 3李韶华3
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作者信息

  • 1. 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室,石家庄050043;石家庄铁道大学电气与电子工程学院,石家庄050043
  • 2. 石家庄铁道大学电气与电子工程学院,石家庄050043
  • 3. 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室,石家庄050043
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摘要

现有主动悬架的研究主要以线性弹簧和线性阻尼组成的悬架系统为研究背景,但油气悬架、空气悬架和磁流变悬架等实际悬架不仅具有非线性特性,而且同时具有黏弹性材料的特点.因此含有非线性刚度和分数阶阻尼的悬架模型能更准确地描述悬架的动力学性能.针对含有三次方非线性刚度及分数阶阻尼的二自由度1/4汽车悬架模型进行研究,利用Oustaloup滤波器算法对悬架系统中的分数阶微分进行近似计算,分别采用PID控制器和基于微分几何理论反馈线性化的LQR控制器对该悬架系统进行主动控制.结果表明,基于PID控制器的主动悬架和基于反馈线性化LQR控制器的主动悬架都能有效提高汽车悬架的舒适性和稳定性,其中反馈线性化LQR主动控制效果明显优于PID控制.

关键词

非线性/分数阶阻尼/Oustaloup滤波器算法/微分几何法/LQR控制

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基金项目

国家自然科学基金(12072205)

出版年

2021
振动与冲击
中国振动工程学会 上海交通大学 上海市振动工程学会

振动与冲击

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.898
ISSN：1000-3835
被引量3
参考文献量13
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