基于遗传算法的履带车辆电磁悬挂LQR控制优化.pdf

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1、第2期机械设计与制造2015年2月MachineryDesign&Manufacture229基于遗传算法的履带车辆电磁悬挂LQR控制优化岳杰，张进秋，彭志召，张磊(装甲兵工程学院装备试用与培训大队，北京100072)摘要：提出采用遗传算法对电磁悬挂LQR控制算法进行优化的方法。针对被动悬挂不可控、半主动悬挂不能主动出力和主动悬挂耗能过大等问题，提出并设计了基于电磁作动器和磁流变阻尼器相复合的履带车辆电磁悬挂结构方案，并依据其简化模型设计了LQR控制器。提出采用主、被动悬挂性能评价指标的均方根比值之和作为适应度函数进行LQR权系数优化的方法。仿真结果很好的证明了采用集成优

2、化的电磁悬挂LQR控制能够较大地提高履带车辆的行驶平稳性，并且该优化方法也同样适用于汽车悬架。关键词：履带车辆；电磁悬挂；磁流变阻尼器；电磁作动器；遗传算法；LQR控制中图分类号：TH16；TB381文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)02—0229—04OptimizationofElectromagneticSuspensionLQRControlforMilitaryTrackedVehicleUsingGeneticAlgorithmYUEJie，ZHANGJin—qiu，PENGZhi-zhao，ZHANGLei(BrigadeofEquipm

3、entTrialandTraining，AcademyofArmoredForcesEngineering，Beijing100072，China)Abstract：Proposedamethodofusinggeneticalgorithm(GA)tooptimizeLQRcontrolforelectromagneticsuspenswn．Forpassivesuspenswnisuncontrollable，semi—activesuspensionCOnnotgiveforceoutactivelyandactivesuspensionCOSTSenergyexc

4、essively，anovelelectromagneticsuspenswnstructureisproposedthatthehydraulicshockabsorberisreplacedby~torheologicaldamper(MRD)andelectromagneticactuator(EA)withthetraditionalspringelementinparallelisadopted．AndLQRcontrollerisdesignedbasedonthesimplifedmode1．ThefitnessfunctionforLQRweightsop

5、timizationisthe$1xmoftheRMSrat／oofeachperformanceevaluationindexofactiveandpassivesuspension．ThesimulationresuhswellprovethatelectromagneticsuspenswnLQRcontroloftheintegratedoptimizationCangreatlyimprovethetrackedvehicledrivingstability，andtheoptimizationmethodisalsosuitableforautomobiles

6、uspension．KeyWords：TrackedVehicle；ElectromagneticSuspension；ElectromagneticActuator；MagnetorheologicalDamper；GeneticAlgorithm；LQRControl1引言多但大多采用试算的方式定性地进行权系数的调整，无法实现真正的控制最优。因此，引入遗传算法通过适者生存的迭代方式悬挂系统是履带车辆重要部件，对车辆的平顺性和操纵稳对LQR算法中的权系数进行优化设计，以提高电磁主动悬挂定性有着决定性的影响『1】。而先进的电磁主动悬挂在车辆行驶时LQR算法的设计效率和性能

7、。通过主动出力和调节悬挂参数，可以有效衰减车体振动，大幅提高车辆的行驶性能口。控制算法是电磁主动悬挂的核心技术之一。2电磁悬挂LQR控制优化方法目前大多控制算法都采用仿真的方法进行研究，以期通过分析有为解决电磁悬挂系统设计过程中车辆悬挂参数与控制系统控制与无控制状态下振动响应量之间的差别，从而为工程设计和之间的耦合，采用同时考虑悬挂参数和控制参数的集成优化方算法改善提供方向。其中，经典的随机线性二次型(Linear法，优化策略选取以悬挂性能指标为适应度函数的遗传算法进行Quadratic，LQR)理论在悬挂系统振动控制中研究比