对分数阶非线性悬架的遗传优化PIλDμ控制

doi:10.16731/j.cnki.1671-3133.2019.01.003

现代制造工程 ›› 2019, Vol. 460 ›› Issue (1): 13-17.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2019.01.003

对分数阶非线性悬架的遗传优化PI^λD^μ控制

陈炎冬^1,2, 陈宁¹, 杨敏², 刘洁²

1 南京林业大学机械电子工程学院,南京 210037;
2 无锡太湖学院机电工程学院,无锡 214064

收稿日期:2017-11-26 出版日期:2019-01-20 发布日期:2019-02-15
作者简介:陈炎冬,博士研究生,讲师,主要研究领域为分数阶微积分理论,车辆动力学及控制。E-mail:chengyangdong@126.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(11272159);江苏省高校自然科学研究项目(18KJD460006);江苏高校“青蓝工程”项目

Genetic optimization PI^λD^μ control for fractional nonlinear suspension

Chen Yandong^1,2, Chen Ning¹, Yang Min², Liu Jie²

1 Institute of Mechanical and Electronic Engineering,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,China;
2 Institute of Electrical and Mechanical Engineering,Taihu University of Wuxi,Wuxi 214064,Jiangsu,China

Received:2017-11-26 Online:2019-01-20 Published:2019-02-15

摘要/Abstract

摘要： 针对由分数阶磁流变阻尼和非线性弹簧组成的复杂车辆悬架系统进行减振控制研究。首先建立1/4车辆二自由度非线性悬架数学模型,然后结合分数阶微积分理论,设计PI^λD^μ控制器,采用遗传算法在线整定分数阶PID控制器参数,其中以车身垂直加速度、悬架动位移和轮胎动变形为优化指标建立适应度函数。同时在Matlab/Simulink中对非线性悬架分别进行分数阶PID控制、整数阶PID控制与被动悬架的性能对比仿真实验。结果表明,以遗传算法在线整定的分数阶PID控制器与被动悬架和整数阶PID控制的悬架相比减振效果更好,说明在既含有分数阻尼器又含有非线性弹簧时,其对悬架进行控制是有效的。

关键词: 关键词分数阶磁流变阻尼器, 非线性, 分数阶PID, 遗传算法, 优化

Abstract: Vibration damping control of a complex vehicle suspension system consisting of fractional order MRF damping and nonlinear spring is studied.Firstly,the 1/4 vehicle two degree of freedom nonlinear suspension mathematical model is established,and then combined with the fractional calculus theory,the PID controller is designed.The genetic algorithm is used to adjust the parameters of fractional PID controller online,in which the vertical acceleration,suspension dynamic displacement and tire dynamic deformation are taken as the optimization indexes to establish fitness function.At the same time,the performance simulation experiments of fractional order PID control,integer order PID control and passive control for nonlinear suspension are carried out in Matlab/Simulink.The results show that the fractional order PID controller with online tuning of genetic algorithm is better than passive suspension and integer PID control.It shows that it is effective to control the suspension when both fractional dampers and nonlinear springs are included.

Key words: fractional order magneto rheological damper, nonlinear, fractional order PID, genetic algorithm, optimization

中图分类号:

TP391

陈炎冬, 陈宁, 杨敏, 刘洁. 对分数阶非线性悬架的遗传优化PI^λD^μ控制[J]. 现代制造工程, 2019, 460(1): 13-17.

Chen Yandong, Chen Ning, Yang Min, Liu Jie. Genetic optimization PI^λD^μ control for fractional nonlinear suspension[J]. Modern Manufacturing Engineering, 2019, 460(1): 13-17.

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Genetic optimization PI^λD^μ control for fractional nonlinear suspension

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