基于模糊PID算法的磁流变悬架系统的控制仿真研究

为了改善车辆的行驶平顺性,选择车速为30 m/s、路面激励为C级的工况条件,对被动控制、模糊控制和模糊PID控制的磁流变悬架系统进行MATLAB仿真,并选取车身垂向加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷作为行驶平顺性的评价指标。结果表明:与被动控制的悬架系统比较,模糊PID控制与模糊控制的磁流变悬架系统的垂向加速度均方根值分别为28.02%、9.40%,峰值改善率分别为24.68%、2.49%;模糊PID控制与模糊控制的磁流变悬架系统的悬架动挠度均方根值分别为20%、10%,峰值改善率分别为13.58%、13.58%;模糊PID控制与模糊控制的磁流变悬架系统的轮胎动载荷均方根值分别为0.18%、0.003%,峰值改善率分别为3.79%、2.64%。

仿人智能控制及其在磁流变半主动悬架中的应用(英文)

论文讨论了基于图式理论的仿人智能控制理论最新进展及其在磁流变悬架中的应用情况。首先,结合图式理论和仿人智能控制理论,定义一些基于动觉智能图式的仿人智能控制基本概念,如感知图式、运动图式以及关联图式等。然后,给出了仿人智能控制器设计的通用性方法接着,基于通用性的方法,针对具有非线性、时滞及不确定性的磁流变悬架设计了基于动觉智能图式的仿人智能控制器。最后,开展了实车道路试验来验证控制方法的有效性。试验结果表明,基于动觉智能图式的仿人智能控制理论是解决复杂控制问题的有效途径。

磁流变半主动悬架的泰勒级数-LQG时滞补偿控制方法

提出一种泰勒级数-LQG控制方法进行磁流变半主动悬架时滞补偿控制。该方法利用泰勒级数对LQG控制求取的理想控制力进行时滞补偿,以使磁流变减振器的实际输出力逼近理想半主动控制力。在解析直接结合泰勒级数的LQG控制不能正常工作原因的基础上,提出了一种实用的泰勒级数-LQG控制设计方法,使得LQG控制结合泰勒级数之后LQR函数能够顺利运行。针对时滞较大时泰勒级数对控制的放大现象,并考虑到磁流变减振器性能和成本之间的平衡,以满足99%的减振控制要求确定磁流变减振器库伦阻尼力的幅值。以Smith Predictor-LQG(SLQG)控制方法为比较对象,通过仿真实例验证了泰勒级数-LQG控制方法具有良好的磁流变半主动悬架时滞补偿效果。

磁流变悬架的瞬态动力学控制研究

针对磁流变阻尼器的时滞对悬架在凸块路面下的性能影响较大,设计了基于Smith预估补偿的仿人智能控制器,并在Matlab/Simulink平台上进行了仿真。对改装的某轿车进行了凸块路面输入路试,试验结果与仿真结果表明,与原车相比较,采用仿人智能控制器的半主动悬架能够降低车身振动的加速度峰峰值,缩短调整时间,改善舒适性和操纵稳定性,基于Smith预估补偿的仿人智能控制器能够消除时滞对系统性能的影响,加速度峰值降低近34.67%,控制效果优于天棚阻尼控制。

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。

基于改进等宽凸轮机构的磁流变悬架试验装置及LabVIEW测控系统

研制了一种新型的车辆磁流变悬架试验装置,在同一整体框架中既可进行磁流变阻尼器阻尼特性试验,又可进行悬架系统减振试验。该装置机电结构简洁紧凑,特别是激励系统中设计了一种改进型等宽凸轮机构,比传统的等宽凸轮机构结构更简捷、加工安装更方便。基于LabVIEW虚拟仪器平台开发了试验装置的测控系统,设计了相应的硬、软件。利用该装置进行了磁流变阻尼器阻尼特性试验,试验结果验证了该试验装置与LabVIEW测控系统的正确性与可行性。

装甲车辆磁流变半主动悬架变论域模糊控制

根据车辆系统动力学理论,建立了采用磁流变半主动悬架系统的装甲车辆的动力学模型。针对模糊控制过分依赖经验和控制精度不高的问题,提出基于规则的两级变论域模糊控制方法。研究不同车速和路况条件下磁流变半主动悬架系统的控制效果,并与被动悬架和传统模糊控制进行比较。研究结果表明:基于规则的两级变论域模糊控制方法能有效改善装甲车辆行驶的平顺性,控制效果明显优于传统模糊控制。

磁流变半主动悬架时滞的LQG-Pade逼近合拍控制

为降低时滞对磁流变半主动悬架工作效果的负面影响,提出一种有别于常规控制量预测时滞补偿的LQG-Pade逼近合拍(LQG-Pade approximation rhythmic,LQGPAR)时滞控制方法。首先,建立考虑时滞的1/4车2自由度的磁流变半主动悬架模型,并基于此模型设计LQG控制器求得理想主动力信号。其次,通过对理想主动力信号进行Pade逼近操作获取考虑时滞的滞后主动力信号,并根据该信号和悬架相对运动速度求取磁流变减振器的控制电流,进而使磁流变减振器的实际响应和悬架相对运动速度合拍。最后,以无时滞控制措施的LQG(无措施LQG)控制器、理想LQG控制器(无时滞)、史密斯预估-LQG(Smith Predictor-LQG,SPLQG)时滞补偿控制器及被动悬架为比较对象,进行悬架性能对比与分析。结果显示:时滞对悬架系统高频振动影响比较明显,尤其是对振动能量集中在高频段内的车轮动载荷的影响最为明显,时滞越大,悬架系统高频振动的抑制效果越差,其中无措施LQG控制器所受影响最为明显;与被动悬架相比,时滞分别为25ms和30ms时,SPLQG控制器能使悬架综合性能分别改善18.69%和8.75%,而LQGPAR控制器可使悬架综合性能分别改善32.24%及29.28%。

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。

汽车磁流变悬架技术进展

随着中国汽车工业的发展和人们生活水平的提高,汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性变得越来越重要。磁流变悬架作为介于主动悬架和被动悬架之间的装置,是采用新型功能材料磁流变液的、具有较好可控特性的新型减振器,具有耗能少、结构简单、响应速度快、成本低廉、可靠性高等优点,在汽车工业中具有巨大的发展潜力。本文论述了磁流变悬架的情况,说明了几种常用的磁流变悬架数学模型,介绍了磁流变悬架技术的进展,并对磁流变悬架的研究进行了展望。

城际交通车辆永磁体磁流变阻尼器悬架的研究

为提高城际交通车辆的平顺性,将永磁体引入普通磁流变阻尼器,对其悬架进行研究。首先,根据城际交通车辆的工况特点,考虑减小阻尼器调控电流等因素,对阻尼器的磁路进行设计、计算永磁体尺寸参数,在此基础上,建立该悬架数学模型与仿真模型;然后,分别以高速公路工况和城市道路工况进行仿真;最后搭建1/4悬架试验台,进行台架试验。仿真与台架试验结果表明,所设计的悬架系统可以提高汽车的平顺性,其调控电流普通磁流变阻尼器有所减小。

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。

车辆磁流变半主动悬架复合控制策略研究

为提升复杂路况下配备磁流变半主动悬架车辆的综合隔振性能,基于开关函数提出一种复合控制策略。首先,对车辆磁流变半主动悬架系统所用磁流变阻尼器进行阻尼特性试验,使用基于Levenberg-Marquardt优化算法的最小二乘法对可调Sigmoid模型进行参数辨识;其次,以磁流变半主动悬架1/4车辆模型为研究对象,设计了一种基于线性矩阵不等式的非确定结构参数的H_(∞)控制策略;然后,基于磁流变半主动悬架1/4车辆参考模型,计算分析了基于径向基函数的滑模控制的磁流变半主动悬架的性能指标;最后,利用开关函数复合以上2种控制方式,研究表明,复合控制策略能够提升车辆的行驶可靠性和操纵稳定性,综合性能指标优化率为5.93%。

基于Simulink/CarSim的磁流变悬架预瞄模糊控制

为提高半主动悬架系统的仿真可靠性,解决控制滞后问题,结合更接近于真实车辆的CarSim整车模型,该文设计了基于前馈与反馈的轴距预瞄模糊半主动悬架控制系统。建立了基于现象模型的磁流变减振器模型,并利用谐波叠加法重构了随机路面输入不平度模型及CarSim三维虚拟道路模型。以随机路面及减速带工况为输入路面,对被动悬架、模糊控制悬架、轴距预瞄模糊控制悬架进行了仿真研究。结果表明,该磁流变悬架系统可以有效地改善车辆的振动性能,提高车辆的乘坐舒适性与行驶安全性。

磁流变半主动悬架的史密斯预估-LQG时滞补偿控制方法

为提高磁流变半主动悬架时滞补偿效果,设计一种史密斯预估-LQG(SLQG)时滞补偿控制器。首先,建立含时滞的1/2车四自由度磁流变半主动悬架模型,利用LQG控制求取理想控制力,并在此基础上利用史密斯预估器对时滞进行补偿,使得磁流变减振器输出的阻尼力逼近理想半主动控制力。其次,分析了不同时滞情况下,无时滞补偿措施的LQG(无措施LQG)控制和SLQG控制的控制效果。最后,以无措施LQG控制以及被动控制作为比较对象,通过仿真实例验证了SLQG控制具有较好的磁流变半主动悬架时滞补偿效果。

基于磁流变半主动悬架的整车姿态补偿控制

针对车辆行驶工况及路面不平引起的车身姿态变化和垂向振动问题,基于磁流变半主动悬架系统,设计了一种整车半主动悬架控制方法,其主要包括姿态补偿控制算法、磁流变减振器控制算法与精确状态观测器设计方法.姿态补偿控制算法综合考虑整车姿态控制和悬架垂向振动控制,并通过磁流变减振器控制算法对半主动悬架系统进行等效阻尼控制,以实现车身姿态优化和车辆乘坐舒适性改善.为了更为精确地估计所需速度信号,利用实际等效阻尼实时更新观测器中参数矩阵,设计了精确状态观测器.仿真和试验结果表明:在该控制算法下,悬架系统的质心、俯仰角以及侧倾角加速度均得以改善,其均方根值分别降低了14.03%、18.26%和21.39%,验证了所设计控制算法的有效性.

汽车磁流变半主动悬架控制技术研究

汽车磁流变半主动悬架控制技术的悬架生产工艺已应用于汽车生产。文章基于该技术的实际运用,对磁流变减振器的工作模式进行模拟研究,试着对汽车磁流变半主动悬架的数学模型做模拟运算,建立起一套二自由度车辆简化模型,进而提升汽车行驶的舒适度和安全性。

磁流变互联悬架的馈能特性及动力学性能分析

针对兼顾汽车行驶平顺性和馈能特性的需求,提出了一种新型磁流变互联悬架模型。先构建磁流变减振器力学与馈能的理论模型,并通过Simulink软件搭建磁流变减振器模型和磁流变互联悬架模型,分析影响馈能特性的主要参数;基于整车仿真模型,以30 km/h车速和一段C级路面为激励输入,对磁流变互联悬架与传统液压互联悬架进行对比仿真,分析互联悬架在实际路面激励下馈能特性和汽车行驶平顺性的变化规律。结果表明:磁流变互联悬架的减振效果更好;在满足车辆行驶平顺性需求的前提下,具有有效回收互联悬架振动能量和提高抗俯仰侧倾的能力。

磁流变液半主动悬架ECU及恒流源设计

简要阐述了汽车磁流变液半主动悬架ECU及恒流源的工作原理和系统结构 ,并通过对恒流源动态系统的分析给出了数学模型以及其动、静态特性 。

空气弹簧磁流变悬架系统电子控制单元设计

为开发一款电控空气弹簧磁流变悬架系统电子控制单元,本文建立电控空气弹簧磁流变阻尼器的理论模型,根据模型确定电控单元的控制变量,以飞思卡尔汽车级微控制器XDT512为核心芯片,开发了由单片机最小系统、组合阀控制模块、电流驱动器模块、电动气泵控制模块、电源模块、车速信号调理模块、模拟量输入模块和CAN通信模块等组成的电控空气弹簧磁流变悬架系统电子控制单元,并对电子控制单元的电流驱动器模块进行相关实验。实验结果显示,电流驱动器模块PWM控制信号的占空比与励磁电流呈较好的线性关系,动态响应时间短且精度高,能够快速实现阻尼力的无级调节。本文设计的电子控制单元能够对空气悬架系统实现良好的控制,具有广阔的应用前景。