重型多轮车辆半主动悬挂复合控制策略

针对重型车辆半主动悬挂系统和其关键部件可调叶片式减振器,提出了一种含深度置信网络逆模型的分层复合控制策略。首先基于可调叶片式减振器在道路模拟实验台架上的试验数据建立了基于深度置信网络的逆模型,可以根据需求阻尼力反求出控制电流。然后根据14自由度半车模型和单轮悬挂模型,分别建立了约束最优控制器和模糊控制器,通过一个S函数对二者进行加权分配并得到最终的需求阻尼控制力输出。基于Python和Matlab/Simulink环境搭建了虚拟试验平台,验证了深度置信网络逆模型的可行性,并对复合控制策略进行了仿真验证,结果表明,所提出的复合控制策略能够有效提高车辆的舒适性和安全性。

基于神经网络的半主动悬架自适应模糊控制

提出了基于神经网络的自适应模糊控制策略。模糊控制主要用来对付系统的非线性 ;神经网络根据振动响应的方差递推结果来辨识车体的振动情况实时调节模糊控制器的量化因子 ,使模糊控制器对路面的变化具有自适应的能力。在半主动悬挂 1/ 4车非线性模型的基础上进行了仿真研究。

车辆半主动悬架的模糊控制

建立了履带式车辆1/2车半主动悬架控制的状态方程模型。提出一种了半主动悬架模糊控制规则的产生方法。设计了1/2车半主动悬架的模糊控制系统。仿真分析表明,所提出的模糊控制规则无论对随机路面输入还是确定性路面输入都具有良好的适应性。

履带式车辆半主动悬挂系统的建模与仿真

在履带式车辆 1/2车 8自由度平顺性控制建模过程中 ,利用增广变换的方法消去状态方程中路面高度输入的微分项 ,建立了半主动悬挂系统的标准状态方程数学模型 ;通过仿真分析车体质心加速度指标的幅频特性、功率谱密度特性、脉冲响应特性 ,并与理论计算或实测数据比较 ,验证了所建模型的正确性 ;在时域上模拟典型路面激励系统 ,通过比较被动悬挂与半主动悬挂驾驶员座椅处的加速度响应 ,验证了模型的可控性。

车辆半主动悬架自适应 LQG 控制

线性二次型高斯(LQG)随机最优控制理论和卡尔曼滤波器被应用于车辆悬架控制中。通过仿真分析得到了车体振动加速度均方根值随着悬架变形的均方根值的增大而减小的结论。提出了符合一类越野车辆实际需要的半主动悬架自适应控制策略。形成了对路面变化(包含车速)具有自适应能力的LQG控制系统。对自适应控制的效果进行了仿真分析。

履带式车辆半主动悬挂的自适应控制

根据军用履带式车辆对悬挂系统的要求 ,对半主动悬挂 1/4车模型进行了理论分析 ,在此基础上对控制模型在有限带宽内进行了降阶简化。以振动加速度和悬架变形的加权二次型最小为控制性能指标 ,进行了线性高斯二次控制器 (LQG)的设计 ,并以此作为模型参考自适应控制系统的参考模型。运用李雅谱诺夫稳定性理论设计了直接模型参考自适应控制系统 (MRAC)。仿真研究表明 ,MRAC能够适应悬架系统参数的变化 ,跟踪LQG控制的最优性能 。

履带式车辆半主动悬挂的两种控制算法

研究安装可控阻尼减振器的某履带式车辆悬架系统性能指标中的各被控量在3种加权系数组合下LQG控制的性能.根据悬架系统的物理约束条件及台架实验,提出了一种模糊控制规则的产生方法,并以此构成模糊控制器,进行了仿真研究.通过与被动悬挂及LQG控制的比较,证明该模糊控制策略在充分利用动行程空间的情况下,可以更有效地减小振动加速度.

基于统计优化的车辆半主动悬架自适应控制

推导了使得车体振动加速度均方根值最小的二自由度半主动悬架的最佳阻尼比,分析了最佳阻尼比变化的影响因素;提出了一种基于统计优化的半主动悬架自适应控制算法;该算法不依赖于控制对象的模型及参数,仅依靠振动加速度的统计值,在悬架动行程空间约束下,以一定的电流步长动态地寻找悬架的最优阻尼比;控制的目标是在高频不平的路面上使得振动加速度均方根值最小,以保证良好的舒适性,在恶劣的路面上减少悬架击穿的概率,以保证良好的越野性;跑车试验证明,该算法对路面变化、减振器温度变化、悬架系统参数变化的影响均具有良好的适应性。

减振装置节流阀片均布载荷变形解析计算

提出环形阀片受相关载荷作用时挠曲变形量的一种研究方法。建立阀片的物理模型,利用薄板变形微分方程以及内外径处的边界条件推导环形阀片受均布载荷作用时的挠曲变形解析式,整理得出了便于理论分析和工程应用的表达形式。与现有技术中环形薄板近似解对比验证了公式的正确性及其优越性,研究了不同载荷以及节流阀片相关结构参数和材料特性对其任意半径处变形量的影响规律。得出的解析式和结论为减振装置阻尼阀的精确设计提供了依据。

车辆双筒式减振器异响研究

针对国内外对减振器异响的分类进行总结,将减振器异响分为两大类:减振器自身异响和减振器传递型异响。基于台架试验采集了不同激振频率下的活塞杆加速度信号并分别在时域和频域内进行分析。建立了二分之一后悬架系统的非线性动力学模型和减振器参数化非线性动力学模型,应用MATLAB仿真对减振器进行异响研究。比较了仿真结果和试验数据,验证了减振器异响试验中对试验数据分析结论的正确性。这种理论与试验相结合的方法可为减振器异响的分析和判定提供参考。

阻尼可调油气弹簧特性分析与设计研究

根据自主研发阻尼可调油气弹簧的结构形式,分析了叠加节流阀片的挠曲变形量,给出系统流量分配的等效关系。提出运用最小二乘法拟合不同电流强度下控制阀的流量系数,并与实际气体状态方程结合建立了阻尼可调油气弹簧的数学模型。仿真分析了不同电流强度下总输出力随位移的变化关系,通过与试验数据相比较,验证了数学模型的正确性。国内首次实现了不同路况下阻尼可调油气悬挂的实地跑车试验,所得数据为新产品研发提供了参考。

半主动油气悬架系统模糊控制

以两自由度悬架模型为研究对象,针对半主动油气悬架系统,提出了以悬架动挠度为控制目标的模糊控制策略,并对系统进行仿真和实车道路试验。结果表明,采用模糊控制的半主动油气悬架在衰减车辆振动、提高车辆行驶平顺性方面优于传统被动油气悬架。

基于微分几何法的车辆半主动悬架控制

为了对某工程车辆半主动悬架进行有效控制,建立了车辆半主动悬架非线性动力学模型.提出了应用微分几何理论并经过非线性状态反馈变换的方法,对半主动悬架非线性系统进行线性化,进而利用线性二次型调节器实现了非线性状态反馈最优控制,并用Matlab/Simulink编程进行仿真实验.仿真结果表明:经过微分几何法线性化处理并应用LQR控制的方法,半主动悬架与被动悬架相比,车辆平顺性有了明显的改善,绝大部分平顺性指标都有10%以上的提升.分析结论可为非线性系统的线性化和车辆悬架半主动控制的研究提供参考.

车辆双筒式减振器热物性影响规律分析

为了探讨车辆减振器热物性对其温升的影响规律,建立了某车辆双筒液压充气减振器的热流量传递模型和物理传热模型,推导其导热、对流换热及辐射换热方程,通过热力学第一定律建立减振器热力学模型。利用迭代算法计算出此减振器达到热平衡时的温度和工作时间,并通过台架试验验证了建模的正确性,分析了减振器热物性对其温升的影响规律,最后进行了相关的灵敏度分析。研究结果表明减振器的4种热物性参数:油液密度、油液导热系数、油液比热容、缸体辐射发射率影响其温升特性,而缸体导热系数这一热物性参数对其温升特性无影响。

双筒式减振器异响试验分析

减振器在工作过程中产生的异响是其内部质量的外在体现,是影响车辆声学舒适性的一个重要因素.为了更好地分析减振器异响问题,模仿实车中的减振器安装方式,在电液伺服减振器道路模拟系统上对其进行台架试验,分别采用时域分析和频域分析的方法来研究减振器异响的产生机理.在减振器行程换向时,正常件的活塞杆加速度峰值小于异响件的活塞杆加速度峰值.正常减振器和异响减振器活塞杆加速度功率谱均方根值在500~1 000 Hz带宽内存在较大差异,并且这种差异随着试验频率的增大而愈加明显,正常减振器在此带宽内的活塞杆振动能量小于异响减振器的活塞杆振动能量.通过对双筒式减振器进行异响试验分析,可为工程应用中减振器异响的分析及评价研究提供参考.

油气弹簧缝隙节流分析与数学模型研究

提出油气弹簧环形阀片变形缝隙节流的一种研究方法.运用边界层理论推导了紊流状态下缝隙的流量表达式,与CFD软件数值解对比验证了公式的正确性及其精度,分析了缝隙结构参数对压差的影响规律.根据自主研发的油气弹簧的结构形式,通过上述推导公式以及实际气体状态方程,建立了单气室油气弹簧的数学模型.仿真分析了系统弹性力与总输出力随位移的变化关系,并与试验数据进行了比较,验证了数学模型的正确性.说明缝隙紊流流量公式具有实用价值,为阻尼阀的精确设计提供了依据.

油气弹簧自然对流热力学模型研究

针对油气弹簧工作时温度不断升高导致密封件损坏而发生泄漏的现象,提出了研究减振装置温升的重要性。建立了单气室油气弹簧的物理模型,分析了阻尼阀对油液节流的生热机理。运用能量守恒原理和范德瓦尔实际气体状态方程建立了油气弹簧自然对流时的热力学数学模型。推导了适合缸筒和活塞杆内外表面的对流换热系数表达式。通过仿真分析了油气弹簧在不同频率激励作用下油液温度的变化趋势,研究了缸体结构参数对温升的影响规律,提出了温度平衡点的概念,得出的结论可以作为油气弹簧的设计参考。

基于ATV的履带车辆悬挂系统仿真

研究履带车辆动态系统,使运动车辆缓和在路面行驶时受到的振动,使用ATV工具箱在ADAMS中建立了某履带车辆悬挂系统的动力学模型,应用多体动力学理论分析了车体、悬挂系统、负重轮、履带、路面之间的相互作用,给出了与各参数相对应的关系表达式,并描述了履带车辆运动学方程以及动力学方程。以标准梯形障碍物作为路面输入选取的各种参数进行了仿真,并将实车的车体固有频率、负重轮固有频率与计算得出的对应量进行比较,结果显示二者基本吻合,从而说明所建立的仿真模型是可信、有效的,可为设计提供参考。

履带车辆肘内式半主动油气悬挂性能研究

肘内式油气悬挂与传统油气弹簧相比,能够以较小的体积和质量,提供更高的负载能力。将履带车辆肘内式油气悬挂单轮模型与半主动控制相结合,进行了半主动肘内式油气悬挂动态特性分析,提出了基于天棚算法的半主动双环控制策略,外环控制器计算目标阻尼力对应的阀芯位置,内环控制器控制阀芯跟踪目标位置,从而达到改善履带车辆平顺性的目的。探索了Virtual.Lab,AMESim和Matlab之间的集成接口,搭建了机电液耦合系统的联合仿真虚拟试验平台,并在该平台对控制算法进行了验证,结果表明肘内式油气悬挂半主动性能显著优于被动悬挂。

基于不同节流方式的油气弹簧热力学模型研究

针对油气弹簧阻尼阀对油液节流使系统温度不断升高的特点,提出了研究减振装置温升的重要性。结合实物建立了单气室油气弹簧的物理模型。分析了油气弹簧的生热机理以及热量传递的方式,推导了适合缸体各表面的对流换热系数表达式和热传导方程,运用热力学第一定律创建了油气弹簧不同节流方式下的热力学数学模型。研究了在不同激励频率作用下,小孔节流和缝隙节流时油液温度的变化趋势,提出了温度平衡点的概念,得出的结论可以作为油气弹簧的设计参考。