基于天棚On-Off控制的磁流变半主动悬架研究

以平行平板流动模型和Bingham模型为理论基础,推导了磁流变减振器的阻尼力计算公式.在车辆悬架动态性能模拟试验台上对磁流变减振器的示功特性和速度特性进行了试验验证.最后基于天棚on-off控制,利用dSPACE搭建了实车试验平台,并进行了实际越野路面的道路试验.试验结果表明:与传统被动悬架对比,磁流变半主动悬架能够很好地抑制车身以及驾驶员座椅的低频共振峰值,降低车身垂向振动幅值,提高车辆行驶平顺性和乘坐舒适性.

On-off控制对高速动车组综合动力学性能的影响分析

利用ADAMS-Matlab联合仿真的方法研究了on-off半主动控制对高速动车组的横向平稳性、运动稳定性和安全性的影响。根据国内某型号高速动车组的参数,利用多体动力学软件ADAMS/Rail建立了满载工况下的单车动车组模型。随后,运用ADAMS-Matlab联合仿真的方法对被动控制和on-off半主动控制条件下的动车组模型进行了仿真分析,仿真考虑了不同运行速度和不同线路条件等工况。最后,分别计算了两种控制条件下高速动车组模型的横向平稳性、运动稳定性和安全性能。从分析结果可知:与被动控制相比,on-off控制下车辆的横向平稳性指标可大幅提升35.5%,但非线性临界速度降低了16.6%,高速运行工况下的安全性指标也严重下降。因此,on-off控制策略在高速动车组上应用时存在严重缺陷,需要对其进行改良方可应用。

基于On-off和H_∞状态反馈的风能转换系统的双频环优化控制

根据风速的多时间尺度特性,在风能转换系统非线性机理模型的基础上,基于频率分离原理建立风能转换系统的双频环模型.在优化控制理论指导下,以额定风速以下的风能最大捕获为目标,针对低频环模型和高频环模型分别设计优化控制器,其中低频环采用On-off稳态优化控制方法,高频环采用H∞状态反馈优化控制方法,从而建立了风能转换系统的双频环优化控制结构.仿真结果表明:基于On-off和H∞状态反馈的风能转换系统的双频环优化控制方法是有效的,且相对于单纯的On-off控制具有更高的控制精度和更好的鲁棒性能,可以实现在额定风速以下的风能捕获功率最大化.

磁流变减振器力学模型校验及天棚ON-OFF控制

针对某轻型军用轮式越野车的减振需求,设计了阀式磁流变减振器(Magneto-Rheological Damper,MRD)替代原被动减振器。首先,将磁流变液(Magneto-Rheological Fluid,MRF)流变特性表示成Bingham模型,用平板模型推导MRD阻尼力模型;其次,在对MRD性能进行测试的基础上,建立了相应的多项式MRD力学模型;然后,采用最小二乘法,并基于相对误差、相关系数及标准差3个指标对模型的准确性进行了校验;最后,基于天棚ON-OFF半主动控制算法对MRD减振性能进行了台架试验。结果表明:所建立的MRD力学模型与试验得到的结果相差较小,说明模型较为准确;在天棚ON-OFF半主动控制条件下,设计的MRD可有效降低车身共振区附近的车身垂直加速度,提高军用车辆的乘坐舒适性及行驶平顺性。

汽车悬架最优控制与半主动控制研究

基于1/4汽车悬架为控制对象,建立了汽车悬架动力学模型.以线性二次型最优(LQG)控制和改进后的半主动开关(on-off)控制为控制策略,在MATLAB/Simulink软件平台上进行仿真.与被动悬架比较,采用正弦激励下的频域分析和随机路面激励下的时域分析,证明了LQG控制和半主动开关控制在汽车控制工程中的可行性.

额定风速以下风力发电系统的双频环优化控制器设计

分别针对低频风速和高频风速建立风力发电系统的双频环基本非线性模型,在此基础上设计双频环优化控制器。该控制器由低频On-Off控制部分和高频H∞动态输出反馈部分组成。仿真实验表明,在额定风速以下时,该控制器低频On-Off部分可以使风力发电系统的叶尖速比λ快速跟踪其最优值λopt,实现最大风能捕获;高频H∞动态输出反馈部分可以抑制过大的电磁转矩振荡,尽量使发电机机械振荡最小,相对于单纯的On-Off控制具有更高的控制精度和更好的鲁棒性能;并且风力发电系统的多个控制目标之间需要进行折衷处理。

磁流变弹性体隔振器隔振控制与实验研究

为了更好地对磁流变弹性体隔振器的隔振性能及其控制策略进行研究。通过基于扫频激励的实验测试了磁流变弹性体隔振器的移频特性,证明了磁流变弹性体隔振器具有较宽的移频范围。基于磁流变弹性体隔振器的移频特性,提出了针对扫频激励的on-off控制策略。使用了基于变阻尼、变刚度的on-off控制策略,并将其应用于简谐激励和随机激励。通过实验研究证明,在控制策略的控制下,磁流变弹性体隔振器对于不同的激励形式都有着很好的隔振效果。该研究可以为磁流变弹性体隔振器的工程应用奠定基础。

3-RPS并联隔振平台的建模与控制

针对传统被动隔振装置隔振效果较差、使用寿命较短的问题,本文以3-RPS并联机构为主体建立并联隔振平台,通过拉格朗日法求解并联隔振平台系统动力学方程,在Matlab/Simulink中设计基于天棚模型的半主动on-off控制器。为解决并联机构系统模型存在非线性化和理想化等问题,应用Sim Mechanics建立并联隔振平台系统物理模型,通过对并联隔振平台单个支链分别进行on-off控制,提高隔振平台的隔振性能。仿真结果表明:相比于被动隔振平台,含有on-off控制器的隔振平台可以有效抑制振幅,具有良好的隔振效果。

半主动液压互联悬架客车的平顺性研究

新型液压互联悬架可兼顾汽车的操稳性和平顺性,已逐渐在汽车上得到应用。文章基于天棚控制的ON-OFF控制方法和模糊控制方法,研究了一种阻尼连续可调的半主动液压互联悬架系统。首先建立单缸作动器可调阻尼阀AMESim模型,并通过台架试验证明了该模型的正确性;然后基于TruckSim/AMESim/Simulink联合仿真平台分别建立了被动和半主动液压互联悬架的整车模型,并通过操稳性试验验证了整车模型的准确性;最后利用联合仿真模型进行了随机路面激励试验和脉冲激励试验的仿真分析。结果表明,与被动液压互联悬架相比,半主动液压互联悬架有效提高了汽车的平顺性。

磁流变阻尼器应用于压路机驾驶室悬置系统研究

鉴于冲击压路机作业条件恶劣及冲击轮和发动机的影响,牵引主机振动剧烈,严重影响驾乘人员舒适性。本文在原有的被动减振系统基础上进行改进,建立基于磁流变阻尼器的半主动悬置模型。以13t冲击压路机为研究对象,建立二自由度1/4车模型。将传统的驾驶室被动橡胶减振系统与基于磁流变阻尼器的半主动控制悬置系统进行仿真对比分析,结果表明对磁流变阻尼器进行合理的控制,半主动悬置下驾驶室加速度均方根值及驾驶室位移较被动悬置有明显的降低,更好的降低驾驶室的振动强度,从而提高操作的舒适性。本文的研究可为高减振性能的压路机驾驶室设计提供参考。