答辩博士：孟凡许
指导老师：周瑾教授/博导
论文题目：磁流变阻尼器建模、辨识及半主动悬架振动控制研究
答辩委员会：
主席：张琦 教授/博导 中国人民解放军陆军工程大学
委员：杨建刚 教授/博导 东南大学
朱如鹏 教授/博导 南京航空航天大学
臧朝平 教授/博导 南京航空航天大学
岳林 教授/博导 南京航空航天大学
秘书：陆俊华 副教授/硕导 南京航空航天大学
答辩时间：2020年10月18日14:30
答辩地点：南航明故宫校区15-341
学位论文简介：
悬架系统作为车辆结构系统中的关键部件，其功用是缓冲及消减外部激励与车辆工况变化所导致的振动，悬架性能优劣决定了车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性。采用磁流变(MR)阻尼器的半主动悬架系统具有响应迅速、输出阻尼力大且顺逆连续可调、动态范围广以及耗能较低等优良特点，在大多数情况下具有与主动悬架相近的性能，能够极大地改善车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性，近年来成为了车辆振动控制领域中的研究热点。但MR半主动悬架技术还未成熟完善，许多理论与实际应用问题仍需要进一步研究。本文针对两种不同工作模式的MR阻尼器，分别对其结构和工作原理、阻尼特性分析、力学建模以及半主动悬架控制策略等方面进行了相关的研究。
论文的主要研究内容包括：
（1）探讨了磁流变液的MR效应及流变机理，试验研究了一种挤压式MR阻尼器的动态特性。基于试验测试结果对其进行力学建模，并采用改进的优化算法对模型参数进行辨识。该模型具有较高的精度并验证了其有效性。
（2）设计并制作了一种剪切阀式MR阻尼器以提高车辆悬架系统的减振性能。根据Bingham本构方程推导了剪切阀模式下的理论阻尼出力。对该MR阻尼器的力学性能进行了不同激励条件下的试验研究。提出了一种力学模型可准确描述该阻尼器的非线性行为，可为MR阻尼器的控制应用提供了重要参考依据。
（3）研究了磁流变半主动悬架系统的智能半主动控制策略并提出改进。首先，建立了1/4车辆半主动悬架的非线性动力学模型；其次，阐述了悬架性能的评价指标。最后，采用提出的控制策略分别对悬架系统进行半主动控制，即在随机路面激励下，对模型进行动态仿真，研究结果验证了以上控制策略能够有效改善半主动悬架性能。
（4）在完成上述半主动悬架理论仿真的基础上，设计并搭建了一种半主动悬架系统试验平台；开展了半主动悬架台架试验研究。研究结果验证了提出的控制策略可有效地抑制悬架振动，具有较好的实际应用价值。
主要创新点：
（1）基于磁流变液的流变特性，提出了一种挤压式MR阻尼器的力学模型并采用改进优化算法完成了模型参数的辨识。该模型具有结构简单、物理量意义明确和精度高等优点。
（2）提出了一种改进的剪切阀式MR阻尼器力学模型能够准确描述其动力学特性，可为MR阻尼器在振动控制领域中力学模型的选择提供参考。
（3）针对基于MR阻尼器的半主动悬架系统的控制问题，提出了两种改进的半主动悬架控制策略，通过仿真及试验验证了其有效性。该控制策略可以使得悬架系统能够获得更优的控制效果，能进一步降低车辆的振动，有效提高车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。
