考虑主动时滞的汽车悬架系统控制特性研究

以汽车悬架系统为研究对象,采用理论和试验相结合的方法对考虑主动时滞的悬架系统控制特性进行分析。首先建立含时滞悬架系统动力学模型,分析系统的控制稳定性。理论和仿真结果均表明,采用传统二次型最优控制律不能保证含时滞系统的稳定性。系统时滞量存在稳定区间,时滞超出稳定区间时系统将失稳发散;为了保证控制系统的稳定性,采用状态变换法设计了含时滞系统的主动控制律,计算表明,该控制律可以保证系统稳定性。研究还发现,时滞量的变化会使系统振动幅值产生较大改变,为此在控制系统中引入主动时滞,研究主动时滞对系统振动特性的影响,计算表明,合理的主动时滞可以降低系统振动幅值;为验证结果的正确性,搭建了悬架时滞主动控制试验平台,通过对相同工况下仿真结果与试验结果进行对比,发现两者具有较好的一致性;而由于悬架受到的路面激励具有随机性,采用含时滞系统的主动控制律对路面随机激励下的悬架系统进行控制分析,发现当主动时滞为0.04 s时,车身加速度均方根值比无主动时滞降低了39.4%,说明主动时滞对悬架控制的有效性。本文研究对时滞主动控制的理论研究具有重要的促进作用。

基于时滞半主动控制的起落架摆振反共振峰优化

考虑在飞机起落架上加装磁流变减摆器并考虑摆振过程中存在的时滞问题,利用时滞半主动控制来达到降幅优化的目的。首先,为了排除量纲的影响使得到的结果更能描述客观普遍规律,对摆振方程组无量纲化处理后分析了无量纲磁流变阻尼器阻尼系数对摆振振幅的影响;然后,为了进一步降低幅值,设计优化准则将反共振峰幅值限制在足够小的范围内。在摆振方程组中引入时滞半主动控制项,提出了一种求解时滞动力学方程的特征方程的数学方法,利用时滞半主动控制可将反共振峰幅值控制在较低水平且几乎消除了第二个共振峰。最后,在频域和时域上做了验证与对比分析,证明了计算的正确性和时滞半主动控制减振效果的优越性。

含双时滞紊流滑动轴承-转子系统的动力学行为分析

以主动控制中无法避免的时滞现象为依据,建立含双时滞控制的紊流滑动轴承-转子系统的动力学方程。以精细积分法为理论依据,求解系统的非线性动力学方程,利用无限短轴承模型求解系统的油膜力,并结合轨迹图、时间历程图研究了系统的非线性动力响应。数值分析结果发现:较小的时滞量并不一定使系统运动更加稳定,时滞量和控制量的合理匹配能达到系统的稳定控制效果。