Robust Topology Optimization of Vehicle Suspension Control Arm

A robust topology optimization design framework is developed to solve lightweight structural design problems under uncertain conditions. To enhance the calculation accuracy and flexibility of the statistical moments of robust analysis, number theory integral method is applied to sample point selection and weight assignment. Both the structure topology optimization and number theory integral methods are combined to form a new robust topology optimization method. A suspension control arm problem is provided as a demonstration of robust topology optimization methods under loading uncertainties. Based on the results of deterministic and robust topology optimization, it is demonstrated that the proposed robust topology optimization method can produce a more robust design than that obtained by deterministic topology optimization. It is also found that this new approach is easy to apply in the existing commercial topology optimization software and thus feasible in practical engineering problems.

Survey of Controllable Suspension System for Off-road Vehicles

The controllable suspension system can improve the performances of off-road vehicles both on road and cross-country. So far, four controllable suspensions, that is, body height control, active, semi-active and slow-active suspensions, have been developed. For off-road vehicles, the slow-active suspension and the semi-active suspension which have controllable stiffness, damping and body height are more appropriate to use. For many years, some control methodologies for controllable suspension systems have been developed along with the development of modern control theory, and two or more original control methods are integrated as a new control method. Today, for military or civilian off-road vehicles, the R&D of controllable suspension systems is ongoing.

基于符合性证据链的航电系统工程试验方法

为形成逻辑严密、可追溯的适航符合性验证资料,提出一种基于符合性证据链的航电系统工程试验方法,并对实现中的关键问题进行分析研究。以自动飞行控制系统的工程试验为例,设计与实现了基于自动飞行控制系统适航验证需求的验证平台。在验证方案设计中,针对复杂验证环境中部分参数不确定性描述问题,提出一种基于分类概率多场景分析的验证方案设计方法,基于适航验证需求,对飞行数据进行筛选,通过对筛选后的飞行数据进行统计特性分析、随机抽样与合并缩减,生成包含发生概率的确定性场景,描述验证环境中部分参数的不确定性。在验证数据分析中,针对多场景多参数条件下的适航符合性判断问题,提出基于加权Dempster-Shafer证据理论的适航符合性评估方法,以确定性场景发生概率为权重,进行证据融合,避免部分小概率场景对融合结果的干扰。基于实际飞行数据,自动飞行控制系统的自动飞行模式工程试验结果表明,所提方法有效可行。

越野车辆可控悬架及其控制理论的发展现状

可控悬架可以使越野车辆兼顾越野行驶和道路行驶。可控悬架可分为车高控制、主动、半主动和慢主动悬架。对于越野车辆而言,慢主动悬架最适合实际应用。可控悬架控制方法随着现代控制理论的发展而发展,并出现了一些由多种原有控制理论相互结合而成的新控制方法。目前,在军用和民用越野车辆上,可控悬架的研究与开发仍处于试验阶段。

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。

悬索桥施工控制方法的研究

在对国内外悬索桥施工控制技术现状分析的基础上，提出了采用灰色理论对悬索桥施工过程进行控制分析，并按主缆架设与加劲梁架设两阶段实施的新方法。

煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术

采用现场大规模地质调查与试验监测、实验室岩石力学试验、数值模拟和理论分析等综合研究方法,系统地研究了淮南矿区深部岩巷围岩的复杂赋存条件,提出了深部岩巷围岩分类标准体系。分析了其在高地应力、高渗透压力和高温度梯度("三高")耦合作用下的变形破裂机理和稳定性演化规律,在此基础上提出了基于"应力状态恢复改善、围岩增强、破裂固结与损伤修复、应力转移与承载圈扩大"4项基本原则的深部岩巷围岩稳定控制理论,提出了针对各类围岩进行深部岩巷围岩稳定控制的技术措施体系及分步联合支护理念,总结形成了淮南矿区深部岩巷围岩稳定与施工安全控制的成套技术。

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。

RBF神经网络与模糊理论相结合的磨矿分级智能控制方法

将RBF神经网络和模糊理论结合起来,提出了一种基于RBF神经网络和模糊理论实现智能控制的方法。该方法能够有效克服磨矿效率和旋流器入口压力等波动引起的扰动,使磨矿浓度和溢流粒度的波动减小,为浮选过程产品品位改善及产量提高创造了有利条件,在技术上实现了优化磨矿分级过程。该分析过程相对简单,网络学习训练时间少,学习精度高,估计值与分析值拟合非常好。仿真表明这类智能控制器可用于难以建立数学模型的控制系统。

基于摄动法的不确定性汽车悬架振动控制特征值的凸模型分析

对含有不确定性参数悬架系统的振动控制问题进行研究。应用多维椭球凸模型理论将区间不确定参数悬架系统的振动控制问题转化为确定性问题来处理。基于矩阵摄动法利用凸模型理论分析不确定参数对汽车悬架系统的影响,推导具有不确定参数闭环系统特征值的上、下界计算公式。计算结果表明:所提出方法对两自由度汽车悬架系统有效。

基于微分几何理论的汽车半主动悬架非线性振动控制

针对汽车悬架系统的非线性特性,采用1／4汽车二自由度悬架模型分析半主动悬架控制。应用微分几何理论得到输出-干扰解耦方法,再经适当的坐标变换将该模型由非线性系统简化成一线性系统,并对此系统进行最优控制,然后通过非线性状态反馈实现对原系统的半主动控制。与被动悬架的仿真结果进行了比较,表明这种针对具有非线性特征的半主动悬架的非线性控制方法是可行的。通过功率谱分析,控制后系统的能量比被动悬架更趋于平均,悬架动态性能更稳定。

基于多自由度车辆模型的主动悬架研究

通过对模型频域特性的分析 ,研究了发动机及前后座椅对车辆模型的影响 ,提出了一种新的多自由度车辆模型 ,基于该模型应用 LQ理论对主动悬架的控制器进行设计 ,对基于不同车辆模型设计的不同控制器的控制效果进行比较研究 ,提出了一种较理想的主动悬架控制策略。

基于随机线性最优控制的汽车主动悬架控制器设计

通过建立车辆半车模型的动力学方程,应用随机线性最优控制理论设计了车辆主动悬架LQR控制器,并在Matlab/Simulink环境中构建了实现该控制策略的仿真模型,对仿真结果进行了时域和频域分析,结果表明:具有LQR控制器的主动悬架能有效减小车身加速度和悬架动挠度,可以更好地改善车辆的舒适性.

现代控制理论在汽车悬架控制中的应用

简述了现代控制理论的发展以及汽车悬架系统的发展;综述了为提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性所做的控制策略研究;侧重阐述了现代控制理论在汽车悬架控制系统中的应用;最后,通过对目前汽车悬架控制研究的分析,展望了今后汽车悬架控制的发展方向。

铁道车辆垂向主动悬挂的预见控制

以4轴客车为研究对象,建立4轴客车车辆的6自由度垂向主动悬挂的动力学模型。主动悬挂的常规控制策略往往对系统本身因素所引起的响应滞后问题表现出无所适从,因此,借助测定的未来目标信号或外扰,对主动悬挂设计一个预见控制器来抑制车辆系统的垂向振动。研究结果表明,采用预见控制策略使车体的垂向振动加速度响应幅值降低60%,转向架的垂向振动加速度响应幅值降低30%左右,同时系统可按设定目标值预见步数为20提前作出响应。

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。

建筑工人不安全行为量化分类研究

建筑工人不安全行为是诱发事故的重要致因,抓住主要特征对其进行科学分类有助于避免因分类随意而模糊各类不安全行为诱发机制和行为规律的差异,是客观识别各类不安全行为的概念、致因和形成机理的基础。为此,运用Hayashi数量化理论和MATLAB对建筑工人不安全行为进行了量化分类。结果表明:不安全行为的频率和意向性是区分不安全行为的代表性行为特征;根据不安全行为在二维平面上的自然分布状态和特征,可将其分为技能偏差型、感知偏差型、习惯偏差型和程序偏差型4类,据此建立了分类框架,并分别提出了"转移风险""体验事故""降低频率""纠正短视需求"的纠偏策略;提出分类对不安全行为具有预测作用。

抑制磁浮系统车轨耦合振动的自适应陷波滤波器设计

为解决磁浮系统中的耦合振动问题,利用递推最小二乘法,讨论了自适应陷波滤波器的设计方法.该设计方法比常规FFT方法工作量小,对频率变化响应迅速.仿真结果表明,该滤波器能够达到预期效果.随后利用伯德图和奈奎斯特稳定性判据,分析了陷波滤波器对控制系统稳定性的影响,表明加入陷波滤波器可以使得控制参数的稳定范围扩大,系统性能提高.最后,仿真结果证明了陷波滤波器抑制振动的有效性.

主动悬架及控制理论的研究

主动悬架是汽车悬架的发展方向，介绍了主动悬架的原理，探讨了主动悬架的各种控制理论。

车辆悬架控制臂液压衬套区间动刚度模型研究

已有文献的车辆悬架控制臂液压衬套动刚度模型仅能给出动刚度变化理想曲线,不能给出动刚度的上下变化曲线。为了解决这个问题,将流体惯性系数和流量阻尼系数定义为区间变量,运用区间不确定性理论建立了液压衬套的动刚度模型。将初始区间动刚度模型获得的仿真结果与已有的实验结果对比,吻合较好,验证了该模型的正确性。采用子区间组合法,在一定的区间精度下获得优化的区间动刚度模型,进而获得优化的动刚度上下限变化曲线。区间动刚度模型为动刚度的全面描述提供了一种方法,对文献的动刚度模型进行了改进。