基于4自由度车辆模型的电液主动悬架H_∞控制

对带有电液主动悬架的车辆进行了力学分析 ,建立了 4自由度车辆状态空间模型。在路面干扰激励下 ,为了改善汽车的行驶平顺性 ,基于二次型干扰抑制指标 ,对此多输入多输出 (MIMO)系统设计出了H∞ 控制器 ,并且用MATLAB6 1进行了数值仿真 ,仿真结果表明带H∞ 控制器的主动悬架有效降低了车身垂直加速度和俯仰角加速度。

1/4车辆半主动悬架的模糊控制研究

针对2自由度的1/4车辆半主动悬架模型,以被动悬架系统为参考模型,运用模糊控制方法设计了半主动1/4车悬架的模糊控制器。设计了3个输入和输出变量,在MATLAB/Simulink里建立了以模糊推理规则为基础的控制器,路面输入采用白噪声,仿真结果表明,该控制方法可以很好的降低车辆悬架的簧载质量的垂直加速度,以便提高车辆的平顺性和舒适性。

车辆电液主动悬架PID最优控制研究

基于1/4车辆悬架模型,设计车辆电液主动悬架内外环控制器。基于电液作动器的非线性特性,内环采用了经典的PID控制器,利用其灵活性特点控制输出系统所需的作用力;从车辆的行驶平顺性和操纵稳定性的目标出发,外环采用最优控制(LQG),以衰减系统振动。Simulink仿真结果证明,相同路面条件下该控制策略下的主动悬架性能相比于被动悬架及PID控制主动悬架有明显改善。

车辆动载荷的频域模拟计算与分析

建立了简化的 1 / 4车辆模型 ,并对车辆的动载荷特性进行分析 ;描述了反映路面不平度的波数功率谱密度 [Su( k) ]与时间角频率谱密度 [Su( w) ]的关系 ,运用频域模拟分析方法计算了车辆动载荷的功率谱密度、均方根偏差与动载系数 ,并且分析了车速与路面不平度对车辆动载荷变化的影响 .

基于谐波叠加法车辆参数对车辆随机荷载模拟的影响分析

由于路面不平度的随机激励,导致车辆作用在路面上的附加动荷载是一个零均值、各态历经的平稳随机过程,因此利用谐波叠加法模拟1/4车辆模型的车辆随机动荷载,加上车辆自重荷载得到车辆随机荷载。分别详细分析了在3种车速和3种路面等级下,车辆模型的四个车辆参数(轮胎刚度系数k1、悬挂系刚度系数k2、轮胎阻尼系数c1和悬挂系的阻尼系数c2)对于车辆随机荷载影响。计算结果表明:车辆随机荷载曲线是一条围绕着车辆自重荷载上下振动的随机曲线;随着路面等级的降低,车辆随机荷载的振幅明显地增加;随着车辆参数的增加,车辆随机荷载的标准差呈现线性增加,其中c1对于标准差的影响程度要明显大于k1、k2和c2;随着车速的增加和路面等级的降低,c1对于车辆随机荷载标准差的影响程度增大。

影响悬架性能的参数对车辆平顺性的仿真分析

车辆悬架系统是车辆的重要组成部分,不但能保证车辆具有良好的乘坐舒适性,而且能够保证车辆载荷变化、车辆加速和制动时的合理的车身姿态。因此,在设计车辆时,如何合理的选取影响车辆悬架性能参数尤为重要。本文在建立四分之一车辆三自由度模型的基础上,应用MATLAB软件,分别讨论了在随机路面激励下车辆悬架刚度、车辆悬架阻尼和轮胎刚度变化对车辆平顺性的影响,得出如何最优的选取影响车辆悬架性能的参数的设计原则,为车辆悬架设计提供了理论上的指导。

基于路面不平度自功率谱密度函数计算国际不平度指数的研究

提出了一种基于路面不平度自功率谱密度函数PSD计算国际不平度指数IRI(International Roughness Index)的方法。通过建立1/4车辆模型来分析路面不平度的输入和汽车振动的响应,由动态响应模型的理论分析得到路面不平度的自功率谱密度函数PSD(Power Spectral Density),再应用随机理论等方法,推得基于路面不平度自功率谱密度函数PSD的IRI值。用PSD计算IRI,能够使车辆和道路部门比较他们对路面不平度的各自评价标准,从而作为其设计、改进产品的依据,IRI的求得,为公路运输部门对道路的养护决策提供了依据。

国际平整度指数与行驶车速的关系

基于1/4车辆模型国际平整度指数的理论推导,通过分析了考虑粘性阻尼的两自由度车辆强迫振动模型的振动特性,得到简谐激振力下国际平整度指数的数学解析式.通过分析典型路面波长国际平整度指数与行驶车速的关系图,发现国际平整度指数与速度之间不是单调增长关系,除路面因素外,两者之间的变化趋势主要受车辆系统自振频率的影响.

基于Backstepping方法的液压主动悬挂最优控制及仿真

建立了充分考虑液压装置动力学特性的1/4车辆非线性主动悬挂模型,并提出线性二次型指标下最优控制与非线性Backstepping技术相结合的内外环控制设计策略。仿真结果表明,运用所设计的控制器,车辆能够在变化的地形条件下满足操作稳定性,同时能够有效的改善乘坐舒适性。

麦弗逊式悬架系统的性能测试台的设计

麦弗逊式悬架广泛应用于微型车与轿车的前悬,平顺性、安全性是其性能评价的基本指标。通过确定实际车辆的简化条件,建立两自由度麦弗逊式悬架系统的物理模型,并利用牛顿法和拉格朗日法进行数学建模,在此基础上进行麦弗逊式悬架系统的性能测试台设计研究及建设,即在道路模拟器上进行的二次开发。

减振器硬件在环实验台构建

指出了传统减振器试验台在车辆动力学仿真中所存在的不足之处,提出了利用硬件在环的方式来实现对减振器的评价和基于整车性能的减振器匹配,描述了在环系统软硬件的详细构成以及各部分的数据交换关系.利用PID控制原理实现了对试验台的精确控制,并结合1/4车辆模型进行了硬件在环的仿真.本试验台亦可以作为车辆控制系统的快速原型平台使用.

开关磁阻电机和路面对电动汽车振动影响的分析

为了在电动汽车中更好应用开关磁阻电机,采用线性假设描述开关磁阻电机激励,通过滤波白噪声描述路面激励。以路面和电机作为双激励源,基于1/4汽车2自由度系统建立开关磁阻电机驱动电动汽车的振动模型。通过仿真分析路面单独激励和路面与电机联合激励对开关磁阻电机驱动电动汽车振动的影响。结果表明,在开关磁阻电机的转子和定子之间存在偏心的情况下,电动汽车振动不仅受到路面激励的影响,也受到电机激励的影响。

平板车的动载荷分析

分析了大型平板车在不平整路面上行驶时承受动载荷的情况及平板车与路面的相互作用,运用1/4车辆模型,建立了系统的振动微分方程并求解得到平板车在不平整路面上行驶时所受到的简谐变化的动荷载。利用ANSYS软件对模型进行了10阶模态分析并采用Mode Superposition法进行谐响应分析,得到最大振幅时的激振频率。

随机振动激励下的压电俘能器发电性能模拟与分析

对一种悬臂梁结构车载压电俘能器发电性能进行了研究。建立了两自由度1/4车辆垂向振动模型,使用仿真软件MATLAB/Simulink分析了路面随机激励下的车体振动响应,并以此作为激励源作用于压电俘能器上,使用有限元法分析了俘能器基频、外接负载、车速、路面不平度对俘能器输出电压、电流和功率的影响关系。结果表明,当俘能器基频与车辆系统固有频率相匹配时,俘能器可以获得更高的输出电压。增加负载阻抗值,俘能器输出电压增加、输出电流减小,存在一个最优负载阻抗(约为200 kΩ)使俘能器输出功率达到最大。负载阻值相同时,提高车速和增加路面不平度系数均可以使俘能器获得更高的输出功率。当车辆以10 m/s速度行驶在B级路面上时,压电俘能器最大输出功率可到达0.5 mW。

桥头坡度对路面平整度的影响

为了分析高速公路桥头纵曲线线形对路面的国际平整度指数的影响,通过对理论模型的讨论和某高速公路的实际检测数据的分析,得到平整度指数对不同桥头纵曲线的反应。研究结果表明:由路面驶向桥面时桥头搭板处纵曲线变化与IRI值有一定相关性,且存在坡度越陡,IRI值越大的大致关系;而从桥面向路面行驶时,桥头搭板处的纵曲线变化与相应路段的IRI没有显著关系。

不平整路面上的非稳定车流荷载研究及应用

车辆动荷载是引起路面损坏的最主要原因。目前国内外相关研究多集中于单一车辆对路面结构所产生的动荷载,实际上路面结构所承受的是车流荷载,而且车流在行驶过程中各车辆的车速和车辆之间的距离会产生变化,但关于这方面的研究甚少。针对这一工程实际问题,采用微观交通流模型中的跟车模型来模拟车流行驶过程中各车辆的速度以及它们之间车距的变化,车辆振动模型采用1/4车身结构的两自由度模型,并根据国家标准GB7031-86[1]规定生成路面轮廓的时域信号。最后分析了某水泥混凝土路面在生成的车流荷载作用下的动力响应,为研究车流荷载作用下路面结构动力响应提供了基础性成果。

国际平整度指数IRI求解过程解析

国际平整度指数IRI是评价路面平整度优劣的重要指标,基于1/4车辆模型国际平整度指数的理论推导,推导出其动力平衡方程的建立方法,并给出了动力平衡方程的多种求解方法。

一体化单纵臂式轮边电驱动系统垂纵动力学耦合研究

为研究一体化单纵臂式轮边电驱动系统垂纵动力学耦合特性,结合具体的悬架形式建立了1/4车辆动力学模型,并推导出其动力学方程。仿真计算表明电机输出阶跃转矩时,纵向驱动力对系统垂向运动产生影响,恶化了其垂向性能。为减轻纵向驱动力对垂向性能的不良影响,以车身垂向加速度均方根、悬架动挠度均方根和车轮相对动载荷均方根为评价指标,设计了正交试验。试验研究了悬架结构参数对评价指标的影响,找出了显著因素,得到了基于仿真试验结果的最优方案,并验证了最优方案能有效减轻纵向驱动力对垂向性能的不良影响。

磁流变半主动悬架控制算法验证平台

为实现对磁流变半主动悬架控制算法快速有效的验证,基于快速原型控制器,设计搭建了控制算法验证平台。1/4车辆悬架系统模型考虑了主销倾角及下摆臂空间角度;悬架安装了加速度及车身高度传感器;使用LMS Test Lab试验测试系统采集分析悬架系统振动状态;快速原型控制器作为开发调试控制算法的载体;通过平台验证试验,介绍了基于此平台开发调试算法的过程,验证了此平台控制过程监控、调试控制算法、量化分析控制效果的功能,表明此平台满足设计目标,可以方便、快捷及有效地开发、调试及验证半主动控制算法。