基于分数阶磁流变液阻尼器模型的车辆悬架组合控制

简介

磁流变液阻尼器的分数阶Bingham模型结构形式简单,而且可以更好地描述系统的滞回特性.建立了含有分数阶Bingham模型的单自由度1/4车辆悬架系统模型,利用磁流变液阻尼器对在路面简谐激励下的非线性车辆悬架系统进行振动控制.研究了含有分数阶Bingham模型的悬架系统在天棚阻尼半主动控制下的主共振响应,利用平均法得到了系统的近似解析解.求解了系统定常解的幅频响应方程,并根据李雅普诺夫稳定性理论得到了悬架系统的稳定性条件.通过绘制数值解和解析解的幅频响应曲线对比图,验证了近似解析解的正确性.利用簧载质量垂直方向的加速度均方根值分析了半主动控制对车辆乘坐舒适性的影响,发现天棚阻尼半主动控制策略在低频激励区域反而会降低车辆的乘坐舒适性.因此提出了一种被动控制与半主动控制相结合的组合控制策略,并分析了半主动控制参数对振动控制效果的影响.分析结果表明,该组合控制策略不但能够提高车辆的乘坐舒适性,而且能有效抑制悬架系统的主共振振动幅值.