非线性动力学研究论文提纲

论文题目：半车磁流变悬架非线性动力学分析与控制研究

摘要：悬架系统作为车辆结构的重要组成部分,起着缓冲路面激励的作用,决定了车辆的行驶平顺性和操纵安全性。基于磁流变阻尼器的半主动悬架系统拥有能耗低、响应速度快、阻尼力连续可调等优点,具有广泛的应用前景。然而由于磁流变阻尼器本身具有强非线性的滞环特性,加上其他非线性因素的影响如弹簧、轮胎以及外部路面激励等,磁流变悬架系统会产生复杂的非线性动力学行为,如分岔和混沌等,从而导致零部件的损坏、乘员的不适等负面影响。开展磁流变悬架系统非线性动力学特性分析,并设计混沌振动控制策略,对其推广应用具有重要的指导意义。本文通过理论分析和数值仿真相结合的方法,对磁流变悬架系统的建模、非线性动力学分析和混沌振动控制进行了研究,主要工作分为以下几个方面:（1）以半车磁流变悬架系统为研究对象,建立系统动力学模型并进行稳定性分析。磁流变阻尼器采用改进的Bouc-wen现象模型,建立了四自由度磁流变悬架系统动力学微分方程,列写系统状态方程,根据Routh-Hurwitz判据分析了系统平衡点稳定性。（2）对半车磁流变悬架系统进行非线性动力学分析,探究系统的非线性动力学行为。运用非线性动力学的相关理论知识和分析方法,研究车辆磁流变悬架系统对于不同幅值频率下的正弦路面输入激励的响应情况,数值分析得到系统分岔图、李雅普诺夫指数图、时序图、相平面图和庞加莱截面图。仿真结果表明了系统可能存在多种复杂的非线性动力学行为,如倍周期分岔、混沌、鞍结分岔、超混沌等。（3）对于磁流变悬架系统的混沌振动控制,提出一种新型滑模控制策略。以车辆平稳状态为参考得到滑模误差,滑模控制切换面通过引入跟踪滑模误差的比例、积分、微分项构造,并与传统的线性反馈控制进行比较,结果表明车辆的簧载质量垂直振动幅度有效降低,车辆的乘坐舒适性得到了提高。

关键词：半车悬架系统;磁流变阻尼器;非线性动力学;混沌振动;滑模控制

学科专业：电工理论与新技术

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.1.1 磁流变悬架系统

1.1.2 非线性振动系统

1.2 国内外研究现状

1.2.1 车辆悬架非线性动力学研究

1.2.2 车辆悬架控制策略研究

1.3 论文研究内容

第2章 车辆磁流变悬架系统动力学模型

2.1 引言

2.2 磁流变阻尼器模型

2.3 “四分之一”车辆悬架系统模型

2.3.1 模型动力学方程

2.3.2 平衡点稳定性

2.4 半车悬架系统模型

2.4.1 模型动力学方程

2.4.2 平衡点稳定性

2.5 本章小结

第3章 磁流变悬架系统非线性动力学分析

3.1 引言

3.2 非线性动力学分析方法

3.2.1 定性分析方法

3.2.2 定量分析方法

3.3 数值分析

3.3.1 “四分之一”车辆悬架系统

3.3.2 半车悬架系统

3.4 本章小结

第4章 磁流变悬架系统的控制策略

4.1 引言

4.2 混沌振动控制策略概述

4.3 混沌控制器设计

4.3.1 线性反馈控制器设计

4.3.2 改进型滑模控制器设计

4.4 混沌控制器仿真分析

4.4.1 线性反馈控制器仿真分析

4.4.2 滑模控制器仿真分析

4.5 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 本文的主要工作总结

5.2 进一步的研究展望

参考文献

致谢