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基于分数阶微积分的汽车空气悬架半主动控制
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:农业机械学报
  • 时间:2014.1
  • 页码:19-25
  • 分类:U463.2[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]同济大学汽车学院,上海201804, [2]东京大学生产技术研究所,东京153—8505
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51105277)和上海市科学技术委员会科研计划项目(11dz1120900)
  • 相关项目:汽车空气悬架迟滞非线性动力学特性及其分数阶主动控制
中文摘要:

为研究分数阶微积分在汽车空气悬架半主动控制中的应用效果,建立了4自由度半主动空气悬架非线性动力学模型。采用改进的Oustaloup滤波器算法来模拟分数阶微积分,进而建立分数阶天棚阻尼半主动悬架的仿真模型,将仿真结果与被动悬架和整数阶天棚阻尼半主动悬架进行对比分析。分析结果表明:当汽车以20m/s的速度行驶在B级路面时,与被动悬架相比,整数阶和分数阶天棚阻尼半主动悬架的车身垂向加权加速度均方根值分别减小了31.9%和43.9%,车身俯仰角加速度均方根值分别减小了23.1%和30.7%;基于分数阶微积分的天棚阻尼控制策略能更有效地抑制车身共振,改善乘坐舒适性。

英文摘要:

In order to study the application of fractional calculus in the control of semi-active air suspensions, a 4-DOF nonlinear dynamic model of semi-active air suspension system was built. A modified Oustaloup filter algorithm was adopted to simulate fractional calculus. The simulation model of semi-active suspension with fractional-order sky-hook damping was developed. And its simulation results were compared with those of passive suspension and semi-active suspension with integral-order sky-hook damping. The comparison results indicate that in contrast to passive suspension, when the car is running at the speed of 20 m/s on grade B road, the integral-order and fractional-order sky-hook damping control strategies reduce weighted RMS (root-mean-square) values of vehicle body vertical acceleration by 31.9% and 43.9% , and decrease RMS values of pitching angular acceleration by 23.1% and 30.7%. The results further show that the semi-active control based on fractional calculus could suppress vehicle body resonance more effectively.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884