重庆理工大学学报(自然科学) ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (9): 218-226.

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结合改进 ANFIS的车辆半主动悬架振动控制

林蔚青,林秀芳,赖联锋,杨燕珍   

  1. 1.宁德师范学院 机电工程学院,福建 宁德 352000;2.闽江学院 物理与电子信息工程学院,福州 350108;3.龙岩学院 物理与机电工程学院,福建 龙岩
  • 发布日期:2024-10-12
  • 作者简介:林蔚青,男,高级工程师,主要从事减振控制及人工智能算法研究,Email:linweiqing2024@163.com;通信作者 林秀芳,女,博士,副教授,主要从事减振控制及人工智能算法研究,Email:xiufang_lin2010@163.com。

  • Published:2024-10-12

摘要: 为改善 MR阻尼器半主动悬架的减振效果,提出一种基于改进自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的半主动控制方法。首先,针对 MR阻尼器的逆向动力学模型难以精确确定的问题,采用改进乌鸦搜索算法(MCSA)对 ANFIS进行优化,即分别用 MCSA和最小二乘法对 ANFIS的前件参数和后件参数进行寻优,以克服标准 ANFIS易于陷入局部最优解的缺陷。为了提高标准乌鸦搜索算法(CSA)的搜索精度,采用三角概率分布策略选择目标乌鸦,并对更新后的解实施反转变异操作。然后,根据悬架响应设计 LQR控制器以计算理想控制力,并与改进逆向模型相结合,实现理想控制力与 MR阻尼器输入控制信号之间的转化,从而调节阻尼力,实现车辆半主动悬架系统的振动控制。仿真结果表明:相较于 GAANFIS和 PSOANFIS,所提出的 MCSAANFIS逆向建模方法具有更高的预测精度,使 MR阻尼器的输入信号和阻尼力的预测精度分别提高 17.49%和 30.62%;以随机路面信号作为半主动悬架的激励,相较于被动控制和 LQRCOC半主动控制,所提出的 LQRMCSAANFIS控制策略能使簧载质量加速度、悬架动行程和轮胎动载荷的均方根值分别下降 12.37%、37.63%、30.70%以及 6.64%、14.89%、17.27%。该半主动控制策略可为 MR阻尼器悬架系统的减振研究提供参考。

关键词: 汽车悬架;半主动振动控制;自适应神经模糊推理系统;乌鸦搜索算法;LQR控制

中图分类号: 

  • TH113