基于策略分层的汽车悬架与转向系统主动控制

建立了悬架系统7自由度的主动控制模型,设计了悬架系统的最优控制器,运用分离定理,得到随机状态反馈调节器的最优控制率。建立了主动前轮转向系统的转向模型,并设计了可实时跟踪目标横摆角速度的滑模变结构控制器。为改善转向工况下车辆的平顺性,在2个子系统的基础上设计了一个上层协调控制器。协调控制器根据车辆传感器信息,实时地输入给转向和悬架子系统不同的跟踪目标和控制参数,以使车辆获得最好的性能。仿真结果表明:所设计的控制器能够较好地提高整车的平顺性和操纵稳定性。

车辆主动前轮转向与主动悬架的自抗扰控制方法

为实现主动前轮转向系统与主动悬架系统的集成及解耦控制,该文采用自抗扰方法对两个子系统进行集成控制,设计了主动前轮转向和主动悬架的自抗扰控制器,并进行了路面扰动输入下的双移线试验。研究了车辆的路径跟踪性能、转向路感、转向灵敏度和舒适性,对比分析了无控制、主动转向单独控制和主动悬架单独控制系统集成的控制特性。结果表明,自抗扰集成控制的主动前轮转向与主动悬架能同时改善转向性能指标和舒适性能指标,提高了车辆操纵稳定性和乘坐舒适性。自抗扰控制器设计无需精确数学模型,干扰抑制也无需扰动模型,控制方法简单,鲁棒性好,易实现转向、悬架及各悬架间的解耦控制。

汽车电动助力转向与主动悬架集成控制及其仿真

文章根据汽车系统动力学原理,建立了汽车电动助力转向和主动悬架集成控制的动力学模型。对PD控制的EPS、最优控制下悬架和集成控制的系统进行了仿真计算。计算结果表明,该模型较好地反映了汽车转向时的实际工况,EPS和主动悬架的集成控制的效果优于单独控制,为系统的集成优化打下了基础。

车辆半主动悬架与助力转向集成控制的仿真研究

为协调车辆操纵稳定性和行驶平顺性,基于底盘系统动力学原理,建立了半主动悬架和电动助力转向的综合模型,对半主动悬架和电动助力转向系统进行集成控制。运用二次反馈法和PID策略分别对悬架的可调阻尼和转向系统的助力进行控制。仿真结果表明,在集成控制情况下,车辆的操纵稳定性和平顺性均优于悬架或转向单独控制的效果。

基于电动助力转向系统的车辆主动悬架动力学仿真研究

为了研究电动助力转向系统车辆主动悬架问题,通过建立1/4车辆模型和随机路面输入系统模型,进行了PID车辆主动悬架控制器的设计,在matlab/simulink环境中建立相应的系统仿真模型,并对不同路面情况下车身加速度曲线进行对比分析。通过仿真结果分析表明,应用PID控制策略设计的主动悬架系统,在车辆行驶平顺性和乘坐舒适性等方面都取得了很好的改善效果。

基于随机次优控制的汽车电动助力转向与主动悬架集成控制

将汽车电动助力转向系统(EPS)模型、转向模型和主动悬架系统(ASS)模型相结合,建立了整车系统的动力学模型。设计了输出反馈随机次优控制策略,实现了汽车EPS和ASS的集成控制。在Matlab/Simulink环境下进行了仿真计算,仿真结果表明,采用所提出的集成控制策略,不仅能有效改善EPS的轻便性,而且使得ASS具有很好衰减路面振动、抗侧倾和抗俯仰的能力,从而显著提高了汽车操纵稳定性、安全性和平顺性等综合性能。

车辆主动油气悬架系统分层控制策略的研究

基于虚拟样机技术构建了工程车主动油气悬架控制系统的数字开发平台。针对工程车行驶路况的不确定性、部分参数的时变性和油气悬架系统的强非线性,提出了有限带宽主动油气悬架系统分层控制策略,并设计了基于遗传算法的模糊PID上层力控制器和基于模型的下层电压控制器。将该控制算法集成到悬架控制系统数字开发平台中进行联合仿真。结果表明,所研制的有限带宽主动悬架分层控制器可显著改善车辆的行驶平顺性。

EPS与主动悬架系统自适应模糊集成控制的仿真与试验研究

在建立的汽车整车主动悬架和EPS动力学模型(包含转向运动、俯仰运动和侧倾运动等模型)的基础上,运用自适应模糊控制方法,利用车身姿态的变化动态地调节主动悬架控制器和EPS控制器的输出,实现了对EPS和主动悬架系统的集成控制。为了验证控制系统的可行性和有效性,分别进行了仿真和实车道路试验。结果表明,集成控制显著提高了汽车的行驶平顺性和操纵稳定性,整车综合性能明显优于传统的悬架和转向系统。

基于臂式悬架的转向机构设计与运动学仿真

针对轮腿式机器人提出一种基于臂式扭转型电磁主动悬架的改进设计模型,并针对其转向能力差的问题,设计了一种转向机构。首先,提出转向机构的设计方案,分析其结构及工作原理;其次,建立转向机构传动关系和转向系统转角与转向半径关系的数学模型,进行转向特性分析;最后,应用SolidWorks软件建立转向机构三维模型,并对其进行运动学仿真,通过对仿真结果分析,得到其运动特性。

基于转向稳定性的汽车悬架协调优化

基于试验研究建立了某款车用磁流变阻尼器的数学模型。利用多体动力学仿真软件SIMPACK建立了某款乘用客车整车多体动力学模型和虚拟仿真环境。针对半主动悬架系统和转向系统对汽车操纵稳定性的影响,提出了一种PID神经网络协调控制器,并在Matlab环境中定义了半主动悬架协调控制器与整车多体动力学模型的数据交换接口,实现了汽车半主动悬架和转向系统的协调控制。仿真结果表明:PID神经网络协调控制策略可以抑制由悬架传递的振动,调节汽车转向时车身的横摆及侧倾运动,有效地解决了汽车悬架设计中操纵稳定性与行驶平顺性之间的矛盾。

基于主动悬架的车辆防侧倾控制

为提高车辆侧倾安全性的同时不降低车辆舒适性,提出了基于自抗扰控制主动悬架防侧倾控制方法。建立二自由度转向模型和七自由度悬架模型,设计扩张状态观测器估计车辆状态与扰动,对扰动动态补偿并跟踪期望侧倾角,求解广义逆矩阵获得主动悬架的主动力增益矩阵,通过控制主动悬架实现对车辆的主动防侧倾控制。在MATLAB/Simulink建立控制器控制CarSim车辆模型并进行移线和鱼钩仿真试验:在双移线工况下,主动防侧倾控制车辆相对于未控制车辆,其侧倾角最大值、侧倾角加速度最大值和横向载荷转移率最大值分别下降了62.55%、71.03%和13.82%;在鱼钩试验工况下,这几项指标分别下降了77.03%、71.55%和12.19%。仿真结果表明,提出的防侧倾控制方法能有效提高车辆转向时的防侧倾能力。

汽车ESP与ASS分层协调控制研究

建立整车8自由度模型和汽车电子稳定控制程序(Electronic stability program,ESP)与主动悬架系统(Active suspension system,ASS)的分层协调控制模型,对ESP应用基于状态观测器的自适应模糊控制,对ASS采用随机线性最优控制,并进行上层控制器的设计,上层控制器通过线性权函数输出下层控制器的加权值,从而实现协调控制的目的。基于Matlab/Simulink软件,在阶跃和双移线两种工况下进行仿真研究。仿真结果证明,所建立的分层协调控制模型与控制策略不仅能明显改善汽车的行驶稳定性和操纵稳定性,同时可提高车辆的乘坐舒适性。在Labview系统中建立上层协调控制器、ESP控制器和车辆模型,自行开发ASS并安装上车,结合ESP的执行机构进行硬件在环仿真。其结果与Matlab仿真结果基本一致。

汽车ASS与EPS分层协调控制

以提高汽车行驶平顺性和操纵稳定性为出发点,建立了汽车ASS与EPS的整车动力学模型,提出了一种汽车ASS与EPS集成控制的方法。分别设计了ASS子系统模糊控制器与EPS子系统模糊控制器,利用分层协调控制思想建立了上层协调控制器,对两个子系统进行协调控制。仿真结果表明:采用分层协调控制策略控制的ASS与EPS集成系统可使车身垂直加速度、车身俯仰角、横摆角速度、车身侧倾角等性能参数得到优化,汽车行驶平顺性和操纵稳定性有明显改善,提高了整车综合性能。

基于遗传算法的汽车底盘系统协调控制优化

为了消除汽车底盘集成系统机械与控制系统间的耦合,首先建立了汽车悬架与转向系统整车动力学模型,分别设计了主动悬架(ASS)LQG控制器和主动前轮转向系统(AFS)滑模变结构控制器和两系统的规则协调控制器。以集成系统机械与控制参数为优化变量,以反映汽车动力学综合性能为目标函数,基于遗传算法编制了集成优化程序,对集成控制系统进行了优化仿真计算。仿真结果表明:汽车底盘集成控制系统经过参数优化后,汽车综合性能得到改善:汽车的横摆角速度、车身侧向加速度均方根值分别降低了近34%,38.12%,车身俯仰角速度降低了4.91%、改善了车辆的乘坐舒适性,方向盘操纵转矩大大降低,提高了汽车转向时的转向轻便性。

基于鲁棒L_2-L_∞/H_∞的车辆底盘集成控制

基于连续时间系统的鲁棒L2-L_∞及H_∞性能判据,推导出新的状态反馈的鲁棒L_2-L_∞/H_∞控制方法,并将其转化为具有较低保守性的线性矩阵不等式组的凸优化问题。利用该方法设计车辆底盘集成控制策略,协调控制主动前轮转向系统和主动悬架系统。采用Matlab/Simulink与Carsim联合仿真对典型工况进行验证,结果表明:所设计的车辆底盘集成L_2-L_∞/H_∞控制器在车辆极限条件下具有良好的协调控制性能,能够有效提高车辆的稳定性和防侧翻能力。

基于不确定离散系统广义H_2/H_∞底盘集成多目标控制

提出了一种新的不确定离散时间系统的广义H2/H∞混合控制综合方法,并将其转化为具有较低保守性的线性矩阵不等式组的凸优化问题.考虑车辆前、后轴侧偏刚度参数的不确定性,利用该方法设计底盘集成控制策略,协调控制主动前轮转向系统和主动悬架系统.基于Matlab/Simulink与Carsim联合仿真平台进行典型工况仿真分析.结果表明,设计的车辆底盘集成广义H2/H∞混合控制器能够明显地改善车辆的行驶方向稳定性和防侧翻能力.