基于全尺寸模型的半主动悬架车辆平顺性研究

为改善汽车的平顺性,提出一种半主动悬架的自适应模糊PID算法;选用二自由度1/4车半主动全尺寸悬架为研究对象,用Adams软件建立半主动悬架全尺寸模型,对模型自适应模糊PID控制器进行设计,利用联合仿真分析技术,对建立的机械模型和控制算法进行分析并与被动悬架及模糊控制方式进行了对比。研究表明:采用自适应糊PID控制策略的主动悬架相对采用模糊控制的主动悬架以及被动悬架,车身加速度峰值分别降低了5.0%和2.9%,悬架动行程分别降低了3.2%和1.68%,轮胎动位移分别降低了0.29%和0.25%。采用自适应模糊PID算法的半主动悬架,在改善汽车的行驶平顺性方面有良好的效果,为研究车辆平顺性研究提供一种有效方法。

基于EGA优化的农用UTV半主动悬架最优控制

针对UTV在恶劣路面行驶引起的车辆振动,以某款农用UTV悬架系统为对象,建立包含俯仰的四自由度(4-DOF)半车半主动悬架动力学模型,并提出一种EGA-LQR复合控制策略,设计满足物理约束的悬架系统自适应最优控制器。利用EGA算法的全局寻优与快速收敛特性,对LQR最优控制器的权重矩阵寻优,输出悬架系统最优控制阻尼力。在Matlab/Simulink中搭建UTV的路面与悬架模型进行时域仿真,仿真分析结果表明,EGA-LQR控制显著减小了车体质心垂向振动加速度、车体俯仰角加速度、前后轮动位移以及前后悬架动行程的均方根值,有效保证了UTV在农田路面下行驶的舒适性与安全性。

半主动油气悬架的神经网络模型参考控制

以提高平顺性为目的,针对油气悬架系统刚度及阻尼非线性的特点,提出了以天棚阻尼为参考模型的神经网络控制方法.建立了二自由度的非线性油气悬架模型,分析了控制系统结构以及神经网络辨识器和控制器的设计与实现.以D级路面作为随机路面输入,分别在满载和空载下,对控制器的性能进行仿真研究.仿真结果表明,神经网络模型参考控制能够有效地衰减车身振动,提高行驶平顺性;并对控制对象的参数变化有良好的适应性.

半主动空气悬架阻尼多模型自适应控制研究

针对常规自适应控制器中辨识算法的收敛速度难以跟随半主动空气悬架模型参数实际变化速度的问题,提出一种能够满足半主动空气悬架在参数大范围变化时对控制品质较高要求的阻尼多模型自适应控制方法。为改善系统控制速度,根据半主动空气悬架阻尼实际控制过程,建立了针对不同车辆运行状态的多个局部线性固定模型,同时引入一个能够重新赋初值的自适应模型,以提升系统控制精度。基于误差最小的模型切换控制策略在线选择最佳匹配模型,并采用自适应控制方法调节最佳阻尼力,从而构成系统阻尼多模型自适应控制。仿真与实车道路试验结果表明,所提出的控制方法能够有效改善半主动空气悬架在大范围行驶工况下的控制品质,车辆垂直振动加速度均方根降幅达22.8%,车辆行驶平顺性得到了明显提升。

车辆半主动悬架模型参考滑模控制

提出采用模型参考滑模控制的半主动悬架系统的鲁棒控制策略,使用四分之一汽车动力学模型作为研究对象,设计的控制器易于实现,并且不需要测量路面的输入信号和减振器的阻尼力。该控制器用一个改进的天棚控制系统作为参考模型,并确定了控制律,以使渐近稳定滑模能在实际被控系统和参考模型间的误差动力学系统中产生,用等速趋近率改善滑模运动段的动态品质。将控制器的性能和被动悬架系统、实际天棚系统以及理想天棚系统进行了对比。仿真研究证实了控制器的有效性和鲁棒性。

汽车半主动悬架的模型参考自适应控制

在1/4车辆动力学模型的基础上,基于李雅普诺夫稳定性理论,以天棚阻尼半主动悬架为参考模型,设计了半主动悬架模型参考自适应控制器。自适应控制器包括可调前置控制器和状态反馈控制器两个部分。推导了自适应控制律与相应的约束条件。仿真结果表明:该控制器对于模型参数的不确定性具有良好的鲁棒特性。自适应控制器不仅明显降低了车身加速度,提高了平顺性,同时也使汽车的行驶安全性获得了改善,悬架动变形稍有增大。

基于模糊动态模型的半主动悬架控制系统设计及稳定性分析

在可调减振器性能试验的基础上,建立1/4悬架模糊动态模型,提出一种基于模糊动态模型的半主动悬架控制系统及稳定性分析方法。利用Lyapunov稳定性定理,分析每个模糊子空间闭环系统的稳定性,根据每个模糊子系统稳定性条件,给出模糊控制系统全局稳定的充分条件。以半主动悬架系统仿真计算为基础,开发出以80C51单片机为核心的控制器,研制1/4车辆半主动悬架1∶1台架试验系统,并进行台架试验。计算和试验结果基本吻合,基于模糊动态模型的半主动悬架控制系统稳定、有效,为半主动悬架系统的失稳机理及稳定性控制进一步研究奠定了基础。

多项式模型磁流变减振器半主动悬架滑模控制

为建立既能精确地表达磁流变减振器非线性特性,又便于实施控制的力学模型,利用试验数据拟合了多项式模型,并设计了一个不需测量路面输入信号的模型参考滑模控制器。对磁流变减振器进行了特性试验,采用优化的方法对试验数据进行拟合,利用此模型可在开环控制下获得所需的阻尼力,预测值与试验数据吻合较好。控制器用等速趋近率改善滑模运动段的动态品质,将多项式模型的磁流变减振器结合到控制器的仿真计算中,结果证实了其有效性。

基于T-S模糊模型的半主动悬架控制研究

在1/4车辆悬架数学模型的基础上,分别采用T S和Mamdani模糊控制策略,建立模糊模型的半主动悬架控制系统,分析和比较了两种控制系统的性能,设计了基于CIP 51为核心的单片机控制器,并进行了半主动台架试验.计算和试验结果表明,模糊控制器均能有效地控制半主动悬架系统,提高车辆的乘坐舒适性,改善车辆的性能.与普通Mamdani模糊控制相比,T S模糊控制器具有设计简单,运算速度快,便于实时控制的优点,验证了T S模糊控制方法的有效性和优越性.

汽车半主动悬架的模型参考滑模控制器设计与分析

为提高车辆行驶平顺性并减小轮胎对路面的动载荷,建立二自由度半主动悬架动力学模型,以理想天棚阻尼控制系统作为参考模型,在实际被控悬架与参考模型系统之间建立误差动力学系统,采用极点配置法设计滑模面。基于Lyapunov理论推导出被控悬架系统渐进稳定条件,并用指数趋近律消减系统抖振,使实际被控系统能够达到理想天棚模型的控制效果并产生渐进稳定的滑模运动。最后,建立基于理想天棚模型的半主动悬架滑模变结构控制仿真模型,并进行仿真验证。结果表明:滑模控制可以很好达到参考模型的控制效果,具有良好的适应性和鲁棒性。

汽车阻尼可调半主动悬架混杂模型预测控制

为协调汽车阻尼连续可调半主动悬架舒适性和操稳性之间的矛盾,并考虑减振器阻尼力须满足的非线性约束条件,研究了一种适用于半主动悬架的混杂模型预测控制方法,包括建立半主动悬架单轮车辆模型,提出综合描述舒适性和操稳性的悬架优化控制目标函数及半主动悬架须满足的非线性约束条件。利用混合逻辑动态建模方法描述半主动悬架混杂系统模型,基于模型预测控制理论研究半主动悬架混杂系统的有限时域优化控制问题。为便于问题求解,将非线性约束优化问题转化为包含实值变量和二值变量的混合整数二次规划问题,并借助分支定界算法进行求解。在随机路面和正弦波突起路面进行仿真验证后表明,所提混杂模型预测方法明显优于被动悬架和传统线性二次型调节器算法,能有效提高阻尼可调半主动悬架的综合性能,并在不同的路面输入激励和车速下均能取得较好的控制效果。

滞回模型磁流变减振器半主动悬架模糊控制

为了获得磁流变减振器便于控制的精确力学模型,在正弦激励下对磁流变减振器进行了特性试验,利用试验数据拟合了一种滞回模型,以此来表示磁流变减振器的动态响应特性,比较由此模型仿真和实测的阻尼力,表明此模型既能较好地描述其滞回特征,亦能简单明了地表达逆向动态特性,可在开环控制策略下容易地获得理想的阻尼力,利用此模型设计了一个开环控制策略下的模糊控制器,比较所设计的模糊控制器和天棚控制器及被动悬架的性能,采用四分之一悬架模型来进行分析和仿真,随机路面激励下的数值仿真进一步证实了此控制器的有效性,其综合性能比天棚控制和被动悬架均有较大幅度的提高。

基于参考模型的半主动悬架滑模控制

在分析电流变阻尼器工作原理与结构的基础上,基于参考模型设计了1/4车辆悬架系统的滑模控制器。研究了系统在随机路面激励条件下车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移等性能指标的控制效果。运用Simu-link在不同的车速和车身质量的情况下进行了仿真分析,结果表明:控制后悬架各性能指标均得到明显改善,滑模控制器性能稳定,对系统参数的改变具有很好的鲁棒性。

基于Takagi-Sugeno模型的磁流变半主动悬架控制

采用精度较高的Bouc-Wen模型对磁流变减振器建模,建立了包含减振器非线性动态特性的1/4车辆模型。为了解决Bouc-Wen模型给磁流变半主动悬架系统带来的非线性,通过Takagi-Sugeno模糊建模对磁流变半主动悬架系统的非线性项进行局部线性化,并利用并行分布补偿(PDC)方法求取系统的控制器。设计了与Bouc-Wen模型相结合的磁流变半主动悬架控制系统,系统仿真结果和硬件在环仿真试验验证了该方法的有效性。

新型汽车减振器半主动悬架的动力学模型研究

近年来 ,电流变液体减振器受到了广泛的关注 ,设计了一种新型电流变液体减振器 ,并将其应用于汽车半主动悬架系统 ,该系统具有响应快、控制容易、结构简单和能源消耗低等特点。建立了新型电流变液体减振器半主动悬架的动力学模型 ,并对其进行了仿真研究 ,仿真结果表明 。

基于T-S模型和PID控制的车辆半主动悬架仿真比较研究

路面的不平度是行驶的车辆所受主要激励源之一,因此,把积分白噪声随机路面输入模型的建立作为基础,建立了四分之一车辆2自由度半主动悬架的运动微分方程。在此基础上,设计了车辆半主动悬架系统PID控制器;针对车辆半主动悬架运动存在非线性的特点,运用T-S模糊控制理论,构建了车辆二自由度半主动悬架系统的T-S模型。运用MATLAB/Simulink仿真软件,实现了PID控制和T-S模糊控制仿真模型并输出其仿真比较图形,进行了两种控制算法的车辆平顺性性能评价指标的均方根值的比较分析,结果表明所设计的T-S模糊控制器在提高车辆的平顺性方面,与PID控制相比,控制效果有了明显的改善。

考虑边界约束的阀控阻尼可调半主动悬架显式混杂模型预测控制

针对阀控阻尼可调半主动悬架减振器输出阻尼力存在的边界约束,引入混合逻辑动态理论,建立半主动悬架混杂系统整车模型。确立半主动悬架模型预测控制的二次型目标函数,采用多参数规划技术显式求解半主动悬架混杂系统模型预测控制问题。在随机路面输入工况下进行仿真验证结果表明,阀控阻尼可调半主动悬架的显式混杂模型预测控制能在兼顾操纵稳定性的同时,有效改善车辆的乘坐舒适性。

基于T-S模糊模型的半主动悬架非线性控制方法

建立1/2车四自由度半主动悬架的T-S模糊模型,将其描述成多个局部线性系统的组合.运用并行分布补偿方法设计各个子系统的状态反馈控制器,通过求解线性矩阵不等式族等方法获得控制器参数,验证T-S模糊模型的有效性和闭环系统的稳定性.仿真结果表明,采用本文控制方法设计的半主动悬架与被动悬架相比,系统振动能快速衰减,趋于稳定速度更快.

基于电流变的半主动悬架动力学模型的仿真研究

设计了一个混合模式的电流变减振器,将其应用于1/4汽车半主动悬架系统,建立了基于新型电流变减振器的半主动悬架动力学模型,并对其进行了仿真研究,结果表明,该减顺具有良好的隔振性能。

汽车半主动座椅悬架主要参数优化研究

半主动座椅悬架能有效改善驾驶平顺性,减少人体垂向振动,提升车内驾乘人员的乘坐体验.其中,半主动悬架的初始性能参数对悬架性能起到决定性作用.为此,本文针对半主动座椅悬架的初始性能参数(弹簧刚度和阻尼系数)的优化问题展开研究,在使用了随机路面模型、六自由度半车模型的基础上,以优化前后座椅垂向加速度之比作为适应度函数,利用遗传算法对半主动座椅悬架的刚度及阻尼系数进行优化.最后,利用MATLAB软件对优化结果进行仿真分析.结果表明,经算法优化后,座椅垂向加速度的均方根减少了16.4%,最大值下降了11.3%;座椅相对位移的均方根减少了36%,最大值下降了39.2%.