The present study aims at the development of a magnetorheological elastomer (MRE) based semi-active seat suspension isolator and its adaptive control using a neural network (NN) control scheme. Isotropic MRE samples with 25% volume fraction of iron particles have been fabricated and then characterized under shear mode using a rotary magneto-rheometer to obtain MRE's viscoelastic properties (shear storage and loss moduli) under different levels of applied magnetic flux density. Results reveal a significant change in the storage and loss moduli with respect to the varied magnetic field. The viscoelastic properties of the MRE are then utilized to design an MRE-based seat suspension isolator in order to attenuate the transmitted vibration to the driver. For this purpose, the modeling of the seat incorporated with the MRE-based isolator is derived and subsequently, a novel NN control scheme is proposed for the semi-active control of the MRE-based isolator. The convergence and stability of the proposed control strategy have been mathematically verified using the Lyapunov method. Finally, the performance of the proposed control strategy is compared with those obtained using passive and widely used sky-hook controllers under different types of excitation including harmonic motion, road bump, and random profile. It is shown that the proposed NN controller considerably mitigates the vibration of the driver seat and outperforms the passive and skyhook controllers over the frequency range of interest.

本研究旨在开发基于磁流变弹性体（MRE）的半主动式座椅悬架隔离器及其使用神经网络（NN）控制方案的自适应控制。制备了具有25％体积分数的铁颗粒的各向同性MRE样品，然后使用旋转磁流变仪在剪切模式下进行表征，以获得在不同水平的施加磁通密度下MRE的粘弹性质（剪切储能和损耗模量）。结果表明，相对于变化的磁场，存储模量和损耗模量有显着变化。然后利用MRE的粘弹性来设计基于MRE的座椅悬架隔离器，以减弱传递给驾驶员的振动。以此目的，推导了结合基于MRE的隔离器的座椅模型，随后提出了一种新颖的NN控制方案，用于基于MRE的隔离器的半主动控制。所提出的控制策略的收敛性和稳定性已使用Lyapunov方法进行了数学验证。最后，将所提出的控制策略的性能与在各种类型的激励（包括谐波运动，路面颠簸和随机轮廓）下使用无源和广泛使用的天钩控制器获得的性能进行了比较。结果表明，在所关注的频率范围内，所提出的NN控制器可显着减轻驾驶员座椅的振动，并优于被动和天钩控制器。所提出的控制策略的收敛性和稳定性已使用Lyapunov方法进行了数学验证。最后，将所提出的控制策略的性能与在各种类型的激励（包括谐波运动，路面颠簸和随机轮廓）下使用无源和广泛使用的天钩控制器获得的性能进行了比较。结果表明，在所关注的频率范围内，所提出的NN控制器可显着减轻驾驶员座椅的振动，并优于被动和天钩控制器。所提出的控制策略的收敛性和稳定性已使用Lyapunov方法进行了数学验证。最后，将所提出的控制策略的性能与在各种类型的激励（包括谐波运动，路面颠簸和随机轮廓）下使用无源和广泛使用的天钩控制器获得的性能进行了比较。结果表明，在所关注的频率范围内，所提出的NN控制器可显着减轻驾驶员座椅的振动，并优于被动和天钩控制器。将所提出的控制策略的性能与在各种类型的激励（包括谐波运动，路面颠簸和随机轮廓）下使用无源和广泛使用的天钩控制器获得的性能进行了比较。结果表明，在所关注的频率范围内，所提出的NN控制器可显着减轻驾驶员座椅的振动，并优于被动和天钩控制器。将所提出的控制策略的性能与在各种类型的激励（包括谐波运动，路面颠簸和随机轮廓）下使用无源和广泛使用的天钩控制器获得的性能进行了比较。结果表明，在所关注的频率范围内，所提出的NN控制器可显着减轻驾驶员座椅的振动，并优于被动和天钩控制器。