具有天棚阻尼控制的准零刚度座椅悬架系统隔振性能研究

为改善开关型天棚阻尼控制策略在车辆半主动悬架控制中的应用效果,以车辆座椅悬架系统为研究对象,首先建立了具有负刚度结构的三自由度1/4车辆动力学模型,根据悬架系统动力学方程采用Matlab/Simulink搭建了其半主动控制系统仿真模型,同时对非线性控制系统的时域和频域响应进行了仿真分析,研究了负刚度结构参数对天棚阻尼控制系统的影响。结果表明:天棚阻尼控制准零刚度座椅悬架系统的综合性能目标函数比天棚阻尼控制座椅悬架系统降低了26%,比被动式座椅悬架系统降低了38%,说明其隔振效果具有明显优势。本研究确定了天棚阻尼系数的最优解,改善了车辆的操纵稳定性、运行平稳性和乘坐舒适性。

时滞对车辆悬架“天棚”阻尼控制的影响

研究时滞对具有“天棚”阻尼控制的1/4 汽车悬架模型的动特性影响。文中给出了不同“天棚”阻尼控制增益和减振器被动阻尼下导致系统失稳的临界时滞以及全时滞稳定区,通过数值方法讨论了时滞对系统频响特性的影响,指出时滞主要影响悬架系统的低频特性。

汽车半主动悬架的滑模变结构控制

在 1/4汽车动力学模型的基础上 ,运用滑模变结构方法设计了汽车半主动悬架滑模控制器。基本思想是以半主动悬架的近似天棚阻尼系统作为参考模型 ,把被控系统和参考模型间的广义误差动力学引入渐近稳定的滑动模态中 ;采用极点配置法确定滑模切换面参数 ;用等速趋近率改善滑模运动段的动态品质 ;根据滑模面上的等效控制力 ,确定半主动悬架的实时控制阻尼力。仿真结果表明 :该滑模控制器性能稳定 ,具有较好的鲁棒性和跟踪性 ,对模型参数的变化和外界扰动有一定的适应性。

高速车辆横向减振器模糊天棚半主动控制研究

为了研究减少高速列车运行中车体横向振动,利用ADAMS/Rail与Matlab建立了联合仿真高速列车车辆动力学模型,并利用开关型天棚控制算法和连续型天棚控制算法对高速列车车辆横向减振器进行了半主动控制仿真研究.结果表明:开关型天棚控制算法简单实用,但控制效果逊于连续型天棚控制算法,还有可能发生颤振;连续型天棚控制算法控制效果好,但对系统的实时性和减振器结构的要求较高.针对这2种控制器的优缺点,同样基于上述模型,结合模糊理论和天棚速度阻尼控制,开发了一种新的控制方法,经研究表明,该控制方法具有很好的控制效果,并能弥补上述2种方法的不足.

磁流变阻尼器半主动控制方法的实验研究

由于磁流变阻尼器是一种高度非线性的装置,因此建立与之相适应的控制系统是半主动控制问题的关键。本文采用改进的Bingham模型建立了磁流变阻尼器的动力学特性模型,根据天棚阻尼开关控制、天棚阻尼连续控制和模糊控制三种控制方法,确立了从系统速度响应到磁流变阻尼器励磁电流之间的关系,并开发了一套半主动控制系统。在一个两自由度的简化车辆试验平台上进行半主动控制试验,对比研究了三种控制方法的控制效果。实验结果表明,在1.3Hz^2.0Hz的低频段内,开关控制的最佳减振效果为15.1%,连续控制的最佳减振效果为14.9%,模糊控制的最佳减振效果为20.1%。可见,三种控制方法都能有效的减小车体的振动,模糊控制的减振效果最佳。

救护车担架系统振动的阻尼主动控制研究

提出了救护车担架主动控制隔振系统的概念，并引用惯性阻尼原理研究了救护车担架－卧位人体系统振动的主动控制问题。仿真结果表明，担架主动控制隔振系统能有效地降低担架－卧位人体系统垂直振动和纵向角振动的加速度均方根值，从而在改善救护车担架平顺性方面具有重要的应用价值。

自供能量式磁流变半主动悬架特性研究

为了克服磁流变半主动悬架耗能大的缺点,提出了一种自供能式磁流变半主动悬架结构。分别建立了磁流变减振器和直线电磁线圈数学模型,分析得出了半主动悬架能够实现能量自供给的必要条件,对该磁流变半主动悬架动态性能和自供能效果进行了仿真分析。结果表明,该磁流变半主动悬架在天棚控制下簧载质量加速度下降26.2%,悬架动挠度下降10.8%,轮胎动载荷下降13.3%;能够实现能量自供给,馈能效率为13.6%。

时滞‘天棚’阻尼控制的车辆悬架系统特性研究

对具有时滞的‘天棚’阻尼控制的１／４ 车辆悬架系统进行了临界时滞的求取与全时滞稳定区域理论分析、计算与计算机仿真实验，同时分析了时滞对系统特性的影响。

高速列车横向半主动减振器的天棚阻尼控制仿真研究

以二轴客车为研究对象,通过建立基于高速开关阀控制的半主动减振器的仿真模型,采用天棚阻尼的控制原理,并引入到七自由度的车体模型中进行仿真研究。研究结果表明:采用了横向半主动液压减振器后,车体在共振频率处,横向位移响应幅值降低50%,振动速度的响应幅值也降低了50%;而在其它非共振频率处,横向位移和振动速度的幅值至少降低了30%。

高速列车横向半主动减振器的建模与仿真研究

介绍高速列车半主动悬挂的控制方法,按照控制规则提出半主动减振器的系统方案。针对不同工况,建立横向半主动减振器相应的数学模型,在AMESim环境下建立仿真模型并进行仿真计算。仿真结果表明,横向半主动减振器的减振性能可以满足实际要求。

汽车磁流变半主动悬架混合天棚控制仿真

设计开发有效的控制策略是实现半主动悬架功能的关键。在分别对天棚控制和地棚控制半主动悬架的工作域分析的基础上,兼顾天棚控制和地棚控制各自优点,提出并设计了一种混合天棚半主动悬架控制算法,建立了汽车半主动悬架系统动力学模型,进行了磁流变减振器的力学试验建模,开展了磁流变半主动悬架的混合天棚控制仿真分析。结果表明,相对于被动悬架,混合天棚控制半主动悬架的簧载质量加速度降低了9.4%,悬架动挠度降低了20%,轮胎动载荷降低了3.2%。混合天棚控制半主动悬架不仅能够降低簧载质量加速度,同时明显减小了悬架动挠度和轮胎动载荷,提高了汽车的平顺性和操纵稳定性。

汽车座椅减振器建模性能优化控制研究

在汽车座椅的优化设计中,为建立较为准确的磁流变减振器力学模型,实现座椅半主动控制系统的优化,在分析传统的磁流变减振器力学模型的基础上,提出了一种改进的磁流变减振器多项式模型;试验测试了自制磁流变减振器的示功特性和速度特性,进行了磁流变减振器力学模型参数识别,并对试验结果和仿真结果进行了对比;设计了座椅悬架天棚控制策略,开展了基于磁流变减振器的座椅半主动控制试验验证。结果表明,所建立的磁流变减振器多项式模型是正确的,减振效果明显。

磁流变半主动空气悬架混合天地棚控制策略研究

以磁流变减振器半主动空气悬架为研究对象,基于流体动力学理论建立空气弹簧数学模型,利用试验数据建立磁流变减振器多项式模型。考虑到空气弹簧刚度和磁流变减振器阻尼的非线性,将其以空气弹簧和磁流变减振器非线性力的形式引入到四分之一车辆动力学模型中;以汽车行驶平顺性,轮胎接地性和操纵稳定性的综合性能为控制目标,利用加权系数u引入混合天地棚控制策略,并分析了不同的u值对悬架各性能指标的影响,当u取0.8时,悬架综合性能最好,簧上质量加速度均方根值改善达23.2%,轮胎动载荷均方根值降低17.4%,悬架动行程略有改善。

履带车辆磁流变半主动悬挂模型参考自适应控制研究

磁流变半主动悬挂系统是一种新型的悬挂系统。基于磁流变阻尼器,设计了一种以理想天棚阻尼控制为参考模型的自适应控制策略,应用Lyapunov稳定性理论推导了渐近自适应控制规律,结合磁流变阻尼器控制力的特点,给出了半主动控制算法;分析悬置质量变化对悬置质量加速度以及动行程的影响,并对悬挂系统在不同控制状态下的响应进行了仿真分析。仿真结果表明,模型参考自适应控制不仅能够很好地跟踪理想天棚控制,并能适应悬置质量等悬架参数因素的变化。

车辆半主动悬架分数阶天棚阻尼控制器设计

为研究分数阶微积分在车辆半主动悬架控制中的应用效果,以某重载车辆空气悬架系统为研究对象,建立2自由度1/4车辆动力学控制方程,构建分数阶天棚阻尼控制器模型,讨论微分算子和阻尼系数对控制系统的影响。采用Oustaloup算法来模拟分数阶微积分,得到可在Matlab/Simulink中使用的控制器模型,并对该系统进行了仿真分析。结果表明:在不同路面激励下,在车身加速度和轮胎动载荷控制中,分数阶天棚阻尼控制优于整数阶天棚阻尼控制,被动悬架最差;而在悬架动挠度控制上,整数阶天棚控制最优,分数阶天棚次之,被动控制最差;从综合性能指标来看,分数阶天棚阻尼控制策略更能有效地抑制车身共振,提高驾乘舒适性和安全性。

电动轮汽车双磁流变减振器的悬架半主动控制研究

为解决电动轮汽车与传统悬架匹配中底盘占用空间大而主动悬架能耗高的问题,提出了在电动轮内集成对置布置的双磁流变减振器悬架结构。根据该悬架的结构特点,建立了1/4车辆模型,确定了磁流变阻尼器、路面激励等参数,对该悬架在天棚、天棚模糊半主动控制及无控制电流时的性能分别进行了时域与频域仿真分析。结果表明:天棚模糊控制较天棚控制具有更好的减振性能;在时域内,天棚模糊半主动控制下该悬架的车身加速度、悬架动行程及轮胎动载荷等参数分别下降了25.3%、27.7%、34.0%;在大于10rad/s的频域内,天棚模糊控制对悬架性能指标幅值抑制效果较好;且该悬架在无控制电流时,其性能相对传统悬架要好。

基于电涡流减振器的车辆半主动控制

列车半主动悬挂控制的发展受限于可控减振器的性能。电涡流等新型减振器的发展,对车辆半主动控制的应用有促进作用。根据电涡流减振器的特性,利用Matlab/Simulink软件建立天棚阻尼半主动控制车辆动力学模型,仿真分析天棚阻尼控制效果,并研究了电涡流减振器的特性对控制效果的影响。

实际两级可控式减振器参数对控制效果的影响

在德国ＳＣＨＥＮＣＫ电液伺服激振台上对两级可控式减振器的执行机构进行了阻尼切换特性试验。结果表明：实际两级可控式减振器阻尼切换时，明显带有延迟、惯性、振荡特性。本文基于１／４车辆模型讨论了实际减振器参数的变化对于控制律实施效果的影响。仿真结果表明：合理匹配实际减振器参数有利于协调车辆舒适性和轮胎着地性之间的关系。