汽车磁流变半主动悬架自适应模糊控制研究

针对汽车磁流变半主动悬架存在非线性及不确定性等因素而难以控制的问题,提出采用自适应模糊控制策略并进行了研究。在分析磁流变减振器输入输出特性的基础上,针对1/4车辆悬架模型设计了自适应模糊控制器并进行了仿真分析。以某微型车为试验用车,搭建了平顺性道路试验系统,进行了不同车速、不同控制策略(自适应模糊控制和天棚控制)下的随机路面试验,试验结果与仿真结果相吻合,说明将自适应模糊策略应用于半主动控制是可行的,能够抑制车身的垂直振动,提高乘坐的舒适性,且控制效果要优于天棚控制。

汽车磁流变半主动悬架频域加权次优控制研究

针对人体振动在不同的频段有不同的生理特征,通过对线性二次型控制策略进行频域设计,研究了可用于实际工程的频域加权次优控制策略,并与线性二次最优控制及频域加权最优控制进行了仿真比较。仿真结果表明,合理选择反馈控制变量,频域加权次优控制可取得与频域加权最优控制相近的控制效果,而优于线性二次最优控制,在人体敏感的频段大大降低车身的垂直振动,提高车辆的平顺性能,改善轮胎的接地性。

汽车磁流变半主动悬架模糊控制技术

在对磁流变减振器的特性进行理论分析的基础上,建立了1/4车辆的磁流变半主动悬架模 型,设计了双输入单输出的自适应模糊控制器,并进行了仿真研究。仿真结果表明,相对于被动悬架和 简单模糊控制器,自适应模糊控制器能够更好地抑制车身的垂直振动,提高乘坐的舒适性。

汽车磁流变半主动悬架的控制研究

为了改善汽车的乘坐舒适性和行驶安全性,提出了一种汽车磁流变半主动悬架的控制策略。首先,设计了磁流变减振器的工作模式,通过试验获得了其速度特性和力学特性,建立了磁流变减振器的数学模型;其次,建立了带磁流变减振器的二自由度车辆简化模型及其参数表;最后,基于双环控制理论,设计了一种控制系统,其外环产生理想的结构阻尼力,内环调节电流驱动器的电流,以使磁流变减振器实时地产生控制阻尼力。仿真结果表明:以磁流变减振器为基础,通过半主动控制技术,悬架系统的振动动态性能得到了有效的控制。

汽车磁流变半主动悬架仿人智能控制研究

在建立整车动力学模型的基础上,设计了基于整车分姿态协调控制的仿人智能控制器。将汽车看成快速移动的机器人,把汽车运动姿态划分为八种姿态,对不同的运动姿态采用不同的控制模态,并在MATLAB平台上进行了仿真。选用某型号轿车作为试验车辆,用磁流变半主动悬架替代原车被动悬架,在多种条件下进行了实车道路试验,试验结果与仿真结果吻合,表明对整车进行分姿态协调控制是可行的。与被动悬架相比较,仿人智能控制可提高平顺性能近20%,能有效抑制车身的俯仰和侧倾运动,改善轮胎的接地性能,其控制效果优于对各悬架进行独立控制的天棚控制策略。

汽车磁流变半主动悬架整车分姿态协调控制研究

在推导考虑侧倾影响的整车动力学模型的基础上,将汽车行进中可能出现的运动姿态划分为8种,对每种运动姿态采用不同的控制策略,设计了分姿态协调控制的仿人智能控制器。进而通过道路试验来考查其性能,与原车相比较,磁流变半主动汽车的车身垂直振动得到了降低,侧倾和俯仰运动得到了抑制,提高了车辆运行的平顺性能。

汽车磁流变半主动悬架控制策略对比研究

在分析磁流变减振器的结构与原理的基础上,建立起较为简化的汽车磁流变减振器数学模型。同时,建立了1/4汽车半主动悬架系统动力学模型及路面谱模型;分别设计了基于磁流变半主动悬架系统的天棚控制器、地棚控制器、PID控制器及模糊控制器,并利用Matlab/Simulink软件进行了仿真试验对比研究。在天棚控制策略下,车身加速度降低16.32%,悬架动挠度降低16.91%;在地棚控制下,车身加速度降低11.29%,悬架动挠度降低2.94%;在PID控制下,车身加速度降低79%,悬架动挠度反而上升73%;在模糊控制下,车身加速度降低21%,悬架动挠度降低12%,轮胎动载荷降低5%。结果表明,模糊控制磁流变半主动悬架有效减小了车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷,明显地提高了汽车乘坐舒适性和操纵稳定性。

汽车磁流变半主动悬架系统自适应反推跟踪控制

针对汽车磁流变半主动悬架系统非线性和模型不确定性所引起的控制稳定性及优化问题,考虑被控悬架综合控制目标的安全约束,建立1/2车辆悬架系统的非线性动力学模型。基于被控悬架系统与参考轨迹之间的跟踪误差,使用自适应反推方法和Lyapunov理论,设计被控悬架系统的磁流变阻尼器控制输入函数,提出基于投影算子的自适应控制律,进而设计一种能够处理安全约束问题的自适应反推控制器;为验证所提出控制策略的可行性和有效性,基于Matlab/Simulink建立磁流变悬架控制系统的仿真模型,并分别在随机路面和凸块路面上对该控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,所提出的自适应反推控制策略能使磁流变悬架车辆在行驶稳定性方面具有较好的全局渐进稳定性,并能明显提高车辆行驶平顺性,满足悬架系统各方面的安全约束。

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。

汽车磁流变半主动悬架控制方法研究

根据变论域方法对经典模糊控制算法进行了改进,提出了悬架阻尼力变论域模糊控制算法。根据悬架阻尼控制力与磁流变阻尼器输出阻尼力的力误差,设计了磁流变阻尼器驱动电流控制方法。由汽车结构振动模糊控制子系统和磁流变阻尼器驱动电流控制子系统构建了磁流变半主动悬架控制器,用模糊集语言赋值系数反映了悬架伸张行程和压缩行程不对称阻尼控制力的关系。利用二自由度车辆振动系统简化模型和磁流变阻尼器简化力学模型及其参数,确定了控制器结构及其参数。研究结果表明,该方法具有较好的控制精度和适应能力。

汽车磁流变半主动悬架系统的联合模态控制

提出了带有4个磁流变可控阻尼器的汽车半主动悬架的7+k自由度动力学模型及其闭环控制方程,基于此模型,用2个可控阻尼器对系统的两个最大的模态实施独立模态控制,而另外两个可控阻尼器则对其余的模态实施耦合模态控制,并实时地根据传感器所获得的相关信息提取系统的模态坐标,实时跟踪最大模态,切换主控模态,并对其实施独立模态控制。这种独立/耦合模态联合控制方法,可以较好地发挥独立与耦合模态控制的优点而避免其缺点。仿真实例证实了独立/耦合模态联合控制具有比单独采用独立模态控制及耦合模态控制时更好的控制效果。

汽车磁流变半主动悬架反步自适应控制研究

针对1/2车4自由度汽车震动模型和磁流变阻尼器力学简化模型,提出了汽车半主动悬架系统的自适应Backstepping控制器设计方法。该方法所设计的控制器能自动调节控制器参数,以适应汽车悬架系统中某些参数在一定范围内的变化。仿真结果表明,与被动悬架相比,所设计的控制器不仅增加了悬架系统的快速稳定性,而且汽车的平顺性也得到了明显改善。

一种汽车磁流变半主动悬架的研制

为了改善车辆平顺性和行驶安全性,设计了一种基于单出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架。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,试制了磁流变减振器样机,进行了磁流变减振器的力学特性试验,设计了半主动悬架天棚控制器、地棚控制器和LQG控制器,进行了不同控制策略的对比仿真分析,开发了磁流变半主动悬架试验测试系统,开展了该磁流变半主动悬架的LQG控制台架试验测试。结果表明,所研制的磁流变减振器耗能效果良好,能够最大限度地发挥振动衰减功能。与被动悬架相比,在4Hz和5Hz正弦激励下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度分别降低15.80%和23.36%,在随机路面激励下簧载质量加速度降低19.46%。

汽车磁流变半主动悬架系统设计与试验

为了提高汽车的平顺性和行驶稳定性,设计了一种安装双出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架系统。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,建立了基于磁流变减振器的半主动悬架系统动力学模型;设计了磁流变减振器物理样机,进行了磁流变减振器的力学特性试验,获得该磁流变减振器的示功特性和速度特性曲线,并利用试验结果进行了模型参数识别与模型验证。考虑时滞对悬架系统的影响,计算了该磁流变半主动悬架的临界时滞,采用Smith预估时滞补偿控制策略,设计了磁流变半主动悬架模糊时滞控制器;利用Matlab软件进行了磁流变半主动悬架时滞补偿控制仿真对比分析;研制了汽车半主动悬架测试系统,开展了磁流变半主动悬架控制台架试验。仿真与试验结果表明,所研制的磁流变减振器耗能效果良好,控制灵敏;试验建模所获得的改进型磁流变减振器多项式力学模型是正确的。与被动悬架相比,在正弦激励和随机路面谱输入下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度下降30%左右,减振效果明显。

基于预瞄技术的汽车磁流变半主动悬架控制方法

在综合利用磁流变减振器控制电流与输出阻尼力的关系、以及轴距预瞄控制技术的基础上,提出汽车磁流变半主动悬架预瞄控制方法,通过理论分析和计算机仿真,研究在不同行驶速度下汽车磁流变半主动悬架动态性能,实验表明,该法具有提高悬架系统的控制性能,使悬架承受的冲击响应小、振动强度低和汽车行驶平顺性好等特点。

某越野汽车磁流变半主动悬架变论域模糊控制

为了解决半主动悬架传统变论域模糊控制器过度依赖经验规则的问题,提出了一种基于模糊神经网络的变论域T-S模糊控制策略。首先,根据磁流变减振器阻尼特性的实验结果,建立基于自适应模糊神经网络的减振器阻尼力模型及1/2车辆半主动悬架动力学模型;其次,建立悬架系统T-S模糊控制器,同时为了实时调节T-S模糊控制器变量的论域,采用模糊神经网络结构描述伸缩因子的变化。仿真结果表明,笔者提出的变论域模糊控制策略能够有效提高车辆行驶平顺性和操作稳定性。

汽车磁流变半主动悬架系统模糊控制仿真研究

建立了两个自由度1/4车体基于磁流变减振器的半主动悬架系统的数学模型,设计了汽车磁流变半主动悬架系统模糊控制器,通过应用Matlab/Simulink仿真软件包对比仿真,结果表明模糊控制磁流变半主动悬架系统的控制效果明显优于磁流变被动悬架系统,为磁流变半主动悬架在汽车上的应用提供了参考。

汽车磁流变半主动悬架的模糊PID控制研究

为了解决传统的被动悬架阻尼参数不可调节,汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性难以改善的问题.提出使用磁流变阻尼器代替被动阻尼器,通过将磁流变阻尼器基于BP神经网络的逆向模型与模糊PID控制器形成闭环反馈来实现对汽车悬架的半主动控制.通过仿真实验和数据分析得到,基于磁流变阻尼器的模糊PID控制的半主动悬架系统的车身垂直加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的均方根植明显比被动悬架的均方根值小.结果表明:该方法可以有效地提高汽车的乘坐舒适性和操作稳定性,改善悬架系统的性能.

汽车磁流变半主动悬架特性控制研究

以磁流变减振器为研究对象,运用汽车动力学理论建立1/4汽车半主动悬架控制系统动力学模型,以天棚阻尼控制为基础,利用现代控制技术对磁流变半主动悬架进行性能分析与控制研究。研究表明:结合合适的控制算法,能充分发挥磁流变半主动悬架系统的特性有效地改善汽车的舒适性和操纵稳定性。通过对某型微车的簧载质量加速度、悬架动挠度及轮胎动载荷三个指标在不同控制策略下进行对比分析,结果表明在选用的控制策略中多模式复合控制有更好的控制效果,能更有效地改善车辆动态性能。

四自由度汽车磁流变半主动悬架最优控制研究

应用汽车行驶动力学理论,以1/2汽车悬架模型为研究对象,建立四自由度汽车磁流变半主动悬架动力学方程和空间状态方程,设计了半主动悬架线性二次型最优控制器及控制算法,提出了汽车振动速度分段式磁流变半主动悬架最优控制策略。在SIMULINK软件中建立悬架仿真模型,仿真分析磁流变半主动悬架最优控制效果,仿真结果表明,汽车磁流变半主动悬架应用最优控制算法和分段控制策略可以降低车身垂向振动加速度和车身俯仰角加速度,提高了悬架平顺性。