应用磁流变阻尼器的汽车悬架系统的非线性随机最优控制

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导语：本文介绍了基于非线性随机最优控制理论设计的一种新型智能汽车的半主动悬架控制系统，该系统利用磁流变阻尼器能够显著衰减地面不平度和轮胎不均匀度给汽车悬架带来的振动响应，从而提高了汽车行驶的平顺性和安全性。

文章分析了汽车悬架系统的发展和重要性，介绍了磁流变阻尼器的原理和应用，并建立了汽车悬架系统的数学模型，以期为汽车悬架系统的设计和优化提供参考。

文章改述：近年来，随着非线性随机最优控制理论的发展，一种装备有磁流变阻尼器的新型智能汽车的半主动悬架控制系统设计问世。

根据本文介绍的仿真结果，这种悬架控制系统具有显著的地面不平度和轮胎不均匀度衰减效果，有效地减小了汽车悬架的结构振动响应，极大地提高了汽车行驶的平顺性和安全性。为了更好地理解汽车悬架系统的设计和优化过程，首先需要详细分析路面不平度和轮胎不均匀度对悬架系统的影响。

汽车悬架系统是一种连接车架（或车身）与车轮之间的机械系统，可以通过弹簧、减震装置、导向装置等装置来实现对车身与车轮之间的连接和减震效果。这些悬架系统的结构和组成，在保证汽车驾驶舒适性和平顺性方面起着至关重要的作用。

悬架系统的设计水平直接决定了汽车总体设计水平，并且对汽车的行驶安全性也有着直接影响。现代汽车悬架系统的发展已经呈现出多样性的趋势，根据悬架工作介质的不同，可将汽车悬架系统分为油气悬架系统和空气悬架系统。

根据控制系统的有无源性质，又可以分为被动式悬架系统、主动式悬架系统和半主动式悬架系统。随着汽车电子控制技术的不断进步，主动控制悬架和半主动控制悬架已经成为各大汽车公司争相研发的项目。

其中，磁流变阻尼器作为一种新型智能材料，被广泛应用于汽车悬架系统的设计中。磁流变阻尼器利用磁流变液的流变特性，可以根据施加的磁场强度来调节阻尼力的大小。

磁流变阻尼器具有剪切力矩大、可控阻尼系数连续、占用空间小、受温度影响小等显著优势，因此备受关注。

在结构振动控制领域，磁流变阻尼器已经被广泛应用于抑制各种结构的振动响应。

为了准确设计最优的悬架控制策略，需要深入理解磁流变阻尼器的建模方法。磁流变液是一种混合了微小软磁性颗粒和非导磁性液体的悬浮体。

在强磁场作用下，磁流变液中的磁粒会形成链状结构，使流体的粘度快速增加。在磁场撤走后，磁流变液会迅速返回原始状态，具有可逆转变的特性。

这种特性，使得磁流变液在结构振动控制中表现出了良好的应用前景。

在磁流变阻尼器的发展和应用上，研究者们做出了自己的贡献。

通过修正的Bouc-Wen模型，科学家们成功地建立了磁流变阻尼器的力学模型，并应用于大型建筑结构的地震响应控制系统中，取得了良好的效果。此外，一些研究者还改进了磁流变液的制作工艺，提高了磁流变液的屈服强度和流变速度，并延长了磁流变液的储存和工作寿命。

总之，基于非线性随机最优控制理论设计的装置有磁流变阻尼器的新型智能汽车的半主动悬架控制系统具有巨大的应用潜力。

通过研究磁流变液的流变特性和建立合理的数学模型，我们可以更好地优化汽车悬架系统的设计，提高汽车行驶的平顺性和安全性。

未来，在汽车悬架系统的研究和发展中，磁流变阻尼器将发挥更大的作用，为汽车行业的进步和发展做出更多贡献。参考文献：[1]关文达.汽车构造(第2版)[M].北京:清华大学出版社，2009：179-185.[2]于显利.车辆主动悬架集成控制策略研究[D].吉林大学：复旦大学学位论文，2004：45-48.[3]胡宁，范钦满.汽车文化[M].北京:北京理工大学出版社，2007：32-42.[4]曹民、范永法.汽车悬架技术的进展和预测，上海汽车，2000，22(7)：16~19.[5]高国生，汽车悬架控制系统研究动态与展望，机械强度，2005，25(3)：279~284.。