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半主动空气悬架神经网络控制算法仿真研究

作　者: 孙巍
导　师: 刘宏伟；陈燕红
学　校: 吉林大学
专　业: 车辆工程
关键词: 空气悬架 神经网络控制器 优化控制器参数
分类号: U463.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 239次
引　用: 2次
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内容摘要


本文以空气悬架系统为研究对象,是吉林省科技厅资助项目“汽车电子控制空气悬架系统的研究开发”的延续,目的是开发出一套控制算法,使空气悬架控制系统控制功能更加完善,最大限度地改善汽车行驶平顺性和操纵稳定性,同时可以降低车辆对路面的破坏,进而完成控制系统的软件设计。本文简要介绍了空气弹簧和空气悬架的特性﹑空气弹簧刚度与电磁阀开关时间的关系曲线。基于神经网络控制理论,针对1/4悬架系统,利用Matlab/simulink建立了神经网络控制器,并利用现有的实验数据对神经网络控制器进行训练,以得到各层最优权值;用另一组试验数据检验神经网络控制效果,最终确定控制器参数;改变模型结构参数和行驶工况,以检验控制器的自适应性;进一步优化控制器参数,以达到预期效果。

全文目录


第一章 绪论  8-15
  1.1 概述  8
  1.2 国外汽车空气悬架发展历史和现状  8-10
  1.3 国内空气悬架的研究及应用现状  10-11
  1.4 神经网络控制的发展及应用  11-13
  1.5 本文主要研究内容  13-15
第二章 空气悬架系统  15-31
  2.1 空气弹簧  15-25
    2.1.1 空气弹簧的工作原理  15-16
    2.1.2 空气弹簧的结构及分类  16-18
    2.1.3 空气弹簧特性  18-20
    2.1.4 空气弹簧的动态响应  20
    2.1.5 空气弹簧刚度与充放气时间的关系  20-25
  2.2 高度阀工作原理  25
  2.3 导向传力机构  25-28
  2.4 减振阻尼装置  28
  2.5 横向稳定器  28-29
  2.6 电气元件  29
  2.7 空气悬架对整车性能的影响  29-30
  2.8 本章小结  30-31
第三章 神经网络控制理论  31-46
  3.1 神经网络的基本单元  31-32
  3.2 神经网络的特点  32-33
  3.3 神经网络学习方式  33-34
  3.4 神经网络学习规则  34-35
    3.4.1 误差纠正学习  34-35
    3.4.2 Hebb 学习  35
    3.4.3 竞争学习  35
  3.5 神经网络的连接形式  35-38
    3.5.1 前向网络  35-38
    3.5.2 反馈网络  38
    3.5.3 互相结合型网络和混合型网络  38
  3.6 典型的前向网络—BP 网络  38-45
    3.6.1 BP 网络的前馈计算  39-40
    3.6.2 网络权值的调整规则  40-42
    3.6.3 BP 网的学习过程  42-43
    3.6.4 BP 网络算法改进  43-44
    3.6.5 神经网络与系统控制  44-45
  3.7 本章小节  45-46
第四章 模型参考自适应控制器设计  46-56
  4.1 神经网络控制器的设计  46-50
    4.1.1 神经网络辨识器设计  47-48
    4.1.2 神经网络控制器的设计  48-50
  4.2 半主动悬架力学模型的建立  50-55
    4.2.1 半主动悬架中悬架刚度k 的调节原理  50-51
    4.2.2 半主动悬架两自由度1/4 车辆模型  51-53
    4.2.3 半主动悬架评价函数的建立  53-54
    4.2.4 半主动悬架神经网络自适应控制的系统模型  54-55
  4.3 本章小结  55-56
第五章 神经网络控制仿真分析  56-73
  5.1 路面激励模型  56-58
    5.1.1 路面上平度的功率谱  56-57
    5.1.2 车辆系统路面输入模型  57-58
  5.2 悬架性能评价指标  58-60
  5.3 仿真及结果  60-72
    5.3.1 正弦激励下模型仿真  60-62
    5.3.2 随机输入系统性能仿真  62-65
    5.3.3 验证神经网络控制自适应性  65-72
  5.4 本章小结  72-73
第六章 电控空气悬架的台架试验  73-82
  6.1 试验台结构  73-75
  6.2 试验方法  75-76
  6.3 试验结果分析  76-81
  6.4 本章小结  81-82
第七章 全文总结与研究展望  82-84
  7.1 论文创新点  82-83
  7.2 研究展望  83-84
参考文献  84-88
摘要  88-91
ABSTRACT  91-94
致谢  94

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 行走系统 > 悬挂
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