工程车辆空气弹簧座椅模糊神经网络振动控制

论文摘要

工程车辆经常工作于恶劣的环境中，在行驶或作业的过程中，由于路面的不平而产生强烈的振动严重损害着司机的身心健康，大大降低工作效率。座椅系统作为振动传递的最后一个环节，其减振性能与驾驶员的乘坐舒适性和稳定性有直接影响。所以对座椅悬架的结构设计研究十分必要。论文首先介绍了空气弹簧的刚度力学特性，根据空气弹簧的特性，建立了车辆半主动座椅悬架的三自由度1/4车辆模型，并对车辆模型进行了力学分析，给出了状态微分方程。针对车辆座椅悬架模型的非线性，设计了模糊神经网络控制器和辨识器，并在Matlab/Simulink软件环境下建立了基于半主动座椅的车辆仿真模块。研究了推土机在空载、松土、推土、大载荷这4种不同的工况下，采用模糊神经网络控制时的半主动空气悬架座椅振动性能。并比较了同等条件下被动控制时的人体垂直振动加速度和位移。结果表明，采用模糊神经网络控制的半主动座椅悬架人体振动性能明显优于被动控制，进而提高了车辆的乘坐舒适性。上述研究工作对于车辆座椅智能控制的研究有重要的参考价值，为空气弹簧的应用和发展提供了很好的依据，并为今后进一步开展车辆动力学性能的研究和计算机控制奠定了理论基础。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.1.1 工程机械振动冲击特点及其危害
• 1.1.2 课题研究意义
• 1.2 座椅悬架类型
• 1.3 空气悬架的发展
• 1.3.1 国外空气悬架的发展
• 1.3.2 国内空气悬架的研究和发展
• 1.4 座椅空气弹簧悬架的控制方法研究
• 1.5 本文的研究内容
• 第二章 座椅空气悬架系统结构分析
• 2.1 空气弹簧
• 2.1.1 空气弹簧的结构
• 2.1.2 空气弹簧的分类
• 2.1.3 空气弹簧的特点
• 2.2 空气弹簧力学特性分析
• 2.3 空气悬架座椅系统的工作原理
• 2.4 剪式座椅模型
• 2.4.1 被动座椅模型
• 2.4.2 主动控制座椅模型
• 2.5 本章小结
• 第三章 车辆座椅悬架系统的建模和力学分析
• 3.1 路面随机模型
• 3.2 车辆座椅悬架系统建模
• 3.3 本章小结
• 第四章 模糊控制和神经网络控制方法研究
• 4.1 模糊控制方法
• 4.1.1 模糊控制基本原理
• 4.2 模糊控制器设计研究
• 4.2.1 模糊控制器的组成
• 4.2.2 模糊控制器的设计
• 4.3 神经网络控制
• 4.3.1 神经网络基本结构
• 4.3.2 BP 网络的算法
• 4.4 本章小结
• 第五章 空气悬架座椅模型的仿真
• 5.1 模糊神经网络控制
• 5.1.1 模糊神经网络自适应控制方法
• 5.2 模糊神经网络控制器的设计
• 5.2.1 FNNC 在线学习
• 5.3 神经网络辨识器的设计
• 5.4 模糊神经网络控制仿真研究
• 5.5 仿真结果对比分析
• 5.5.1 仿真结果
• 5.5.2 结果分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间参加的科研项目及发表的论文