【磁流变阻尼器与神经网络逆模型】 磁流变阻尼器(Magnetorheological Dampers,简称MR阻尼器)是一种利用磁场改变流体粘度的智能阻尼元件,常用于半主动悬架系统以提高车辆行驶的舒适性和稳定性。由于其在磁场作用下表现出强烈的非线性和磁滞特性,建立精确的逆模型成为了一项挑战。传统的力学模型,如Bingham模型、Bout-Wen模型和现象模型等,虽然能部分描述MR阻尼器的行为,但它们无法完美地捕捉其复杂的动态特性。 【BP神经网络与思维进化算法】 为解决这一问题,研究者采用了反向传播(Back Propagation,BP)神经网络来构建MR阻尼器的逆模型。BP神经网络是一种常用的人工神经网络模型,适用于非线性映射的学习,但由于存在局部极小值的问题,可能影响模型的预测精度。为优化神经网络的权重和阈值,研究引入了思维进化算法(Mind Evolutionary Algorithm,MEA)。MEA是一种优化算法,通过模拟人类思维过程中的学习和创新,寻找全局最优解,从而改善BP神经网络的性能。 【逆模型的应用与仿真】 建立的逆模型被应用于1/4车半主动悬架系统的仿真中,以预测控制电流并追踪期望的阻尼力。仿真结果显示,经过MEA优化的BP神经网络逆模型显著提高了控制电流的预测精度,进而提升了半主动控制的效果,能够有效地跟随期望阻尼力的变化。 【对比与现有研究】 虽然文献中提到的多项式模型和遗传算法优化的BP神经网络逆模型在某些方面取得了一定成果,但它们在预测电流或电压对阻尼力的影响时存在局限性。而基于广义回归神经网络(GRNN)的模型虽能准确预测阻尼力,但其对特定电流信号以外的适用性仍有待验证。相比之下,MEA优化的BP神经网络模型在提高预测精度的同时,也解决了训练时间较长的问题。 【总结】 基于BP神经网络和MEA的磁流变阻尼器逆模型研究,为半主动悬架系统提供了更精准的控制策略,有助于提升车辆行驶性能。这一方法不仅改进了模型的预测能力,还降低了对训练数据的依赖,为磁流变阻尼器在更多领域的应用提供了理论和技术支持。未来的研究可能将进一步探索如何优化算法参数,以适应不同工况下的MR阻尼器建模需求。
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