液压互联悬架抗侧倾控制研究

针对车辆减少能量消耗与提高抗侧倾能力需求,提出了一种主/被动可切换的液压互联悬架抗侧倾控制方法。基于9自由度车辆动力学模型,考虑蓄能器、液压缸、液压泵三者之间耦合的体积-流量-压力特性,建立液压互联悬架主动控制时域模型;结合"车身侧倾角-车身侧倾角速度"相平面法及车辆侧向加速度,得到车辆侧倾稳定域,并提出液压互联悬架系统侧倾稳定性控制介入与退出判据;在此基础上,采用Backstepping非线性控制算法设计主动液压互联抗侧倾控制器。最后,分析并改进侧倾稳定性评价指标,通过在MATLAB/Simulink环境下进行高速双移线、鱼钩试验等极端工况数值仿真,验证所提出的液压互联悬架主/被动切换控制系统能在减少能量消耗的情况下能否提高车辆抗侧翻的能力。研究结果表明:所提出的控制系统能有效提高车辆抗侧翻能力;当车辆侧倾状态超出设定的侧倾稳定区域介入线时,液压互联悬架系统由被动模式切换为主动抗侧倾模式,控制车辆侧倾状态回到稳定区域,以提高车辆侧倾稳定性;当判定车辆侧倾状态满足主动控制退出条件时,液压互联悬架系统回到被动模式,以减小能量消耗。     

主动悬架系统对汽车侧翻稳定性的改善分析

针对被动悬架系统侧翻稳定性较差的问题,提出采用主动悬架系统的方法进行改善.通过汽车侧倾运动状态分析,建立了被动悬架系统、主动悬架系统和控制系统模型.模拟分析表明,主动悬架系统使汽车在弯道行驶时的侧倾角有效值下降92.8%,侧倾角加速度有效值下降78.2%,侧翻因子有效值下降92.6%.结果表明,利用主动悬架系统可有效降低汽车非直线行驶时的侧倾角及侧倾角加速度,提高汽车的侧翻稳定性,采用主动悬架系统是提高汽车非直线行驶状态下安全性的一个合理的解决方案.     

主动悬架系统对汽车侧翻稳定性改善分析

针对被动悬架系统侧翻稳定性比较差的问题,提出采用主动悬架系统的方法进行改善。通过汽车侧倾运动状态分析,建立了被动悬架系统、主动悬架系统和控制系统模型。模拟分析得到主动悬架系统使得汽车在弯道行驶时的侧倾角有效值下降了92.8%,侧倾角加速度有效值下降了78.2%,侧翻因子有效值下降了92.6%。结果表明:利用主动悬架系统可以有效地降低汽车非直线行驶时的侧倾角以及侧倾角加速度,提高汽车的侧翻稳定性,是提高汽车非直线行驶状态下安全性的一个合理的解决方案。     

主动悬架系统对汽车侧翻稳定性改善分析

针对被动悬架系统侧翻稳定性比较差的问题,提出采用主动悬架系统的方法进行改善。通过汽车侧倾运动状态分析,建立了被动悬架系统、主动悬架系统和控制系统模型。模拟分析表明,主动悬架系统使得汽车在弯道行驶时的侧倾角有效值下降了92.8%,侧倾角加速度有效值下降了78.2%,侧翻因子有效值下降了92.6%。结果表明:利用主动悬架系统可以有效地降低汽车非直线行驶时的倾角以及侧倾角加速度,提高汽车的侧翻稳定性,是提高汽车非直线行驶状态下安全性的一个合理的解决方案。     

液压互联悬架模糊切换控制设计以及试验验证(英文)

设计一种基于汽车运动-模态的液压互联悬架模糊切换控制策略,利用主要汽车运动模态能量作为实时控制目标实现能量的均衡分配。首先建立汽车悬架动力学模型,然后设计运动-模态识别方法以及切换控制策略,针对汽车车身垂向、车身俯仰以及车身模态设计3个不同的模糊控制器,建立整车仿真平台以及在四通道悬架试验台上进行试验,分别验证该主动悬架系统的有效性。结果表明,此新型的主动互联悬架可以有效降低俯仰运动以及侧倾运动,从而起到防侧翻的效果,悬架操纵性能得到提高。     

兼具馈能与主动抗侧倾功能的电控液压悬架系统设计与研究

为解决特种车辆或载重车辆在极端工况下易侧翻的问题,提出了一种兼具馈能与主动抗侧倾功能的电控液压悬架系统。对该悬架系统的主动抗侧倾模式和馈能模式进行了功能原理设计与分析;针对主动抗侧倾模式与馈能模式,构建了电液悬架系统仿真模型;设计了电液悬架系统主动抗侧倾模糊PID控制策略和侧倾力矩分配方案,以及执行机构逻辑门限值控制策略,并基于Matlab/Simulink、TruckSim和AMESim仿真软件,搭建了电液悬架系统主动抗侧倾控制策略联合仿真平台;对装配有电液悬架系统的车辆模型在极限工况下的抗侧倾性能进行仿真分析,并对车辆在随机路面激励输入下的馈能特性进行仿真分析。结果表明,装配该电液悬架的特种车辆具备较强的防侧翻能力,并具有较好的悬架运动能量回收潜力。     

装有液压互联悬架车辆的越野性能仿真与试验研究

鉴于传统车辆的悬架系统所配的前、后横向稳定杆,往往不能兼顾操纵稳定性和越野性能,本文中提出了一种液压互联悬架,分别建立了安装横向稳定杆和安装液压互联悬架的整车动力学模型,设计并开发出液压互联悬架功能样车。基于动力学模型和功能样车进行仿真和试验,分析了在扭曲模态下,车身附加扭矩和车轮垂向载荷的变化。仿真和试验结果基本吻合,表明液压互联悬架系统能提高车辆侧倾稳定性,且不会额外增加车身承受的扭矩;同时,4个车轮的垂向载荷分布更加均匀,进一步提高了车辆的越野性能。     

基于T-S模糊方法的车辆主动悬架多目标控制研究

为了研究因曲线运动引起的车辆侧翻及防测翻控制方法,提升车辆在不平整道路上的平顺性及紧急避障转向操纵下侧倾稳定性,采用Takagi-Sugeno(T-S)模糊建模方法,设计了主动悬架自适应多目标鲁棒控制策略。分析了基于车辆运动状态的模糊隶属度函数选择方法,当车辆直线行驶或动挠度较小时,保证车辆的行驶平顺性,当车辆发生极限转向或动挠度较大时,限制悬架相对运动量,增强对车身的垂向支撑。以优化加速度H_∞性能及悬架动挠度为控制目标,通过使用并行分布补偿方法将结果优化问题转换为线性矩阵不等式求解问题,确定反馈控制增益。采用自适应鲁棒控制(Aaptive Robust Control-ARC)保证系统在非线性、不确定性下,控制力跟踪的鲁棒性。通过SIMULINK~?及CARSIM~?联合仿真对主动悬架平顺性及侧倾稳定性控制效果进行验证,结果表明:该控制方法可以有效提升在良好路面正常行驶工况下车辆的平顺性,和被动悬架相比,小激励工况下,其加速度峰值降低了70%以上,在大激励下动挠度峰值相比被动悬架降低了15%以上。在随机路面输入下,车辆质心加速度均方根值相较被动悬架降低了4%以上,后轴悬架动挠度峰值降低近20%。当车辆发生侧翻危险工况时,基于T-S Fuzzy的主动悬架可以有效地增加车辆悬架支持力,减小车辆侧倾角,避免车辆发生侧翻。     

主动悬架车辆平顺性和操纵稳定性协调控制的联合仿真

建立主动悬架系统的整车模型,采用LQG控制算法,以路面不平度和车身侧倾力矩同时作为车辆系统干扰信号,计算出汽车转向操作下的主动悬架最优控制力.在A级和C级路面上分别对转向盘单周正弦输入和阶跃输入工况进行平顺性和操纵稳定性协调控制的联合仿真.结果表明,与被动悬架相比,所提出的主动悬架协调控制策略能在提高车辆操纵稳定性的同时,不影响平顺性的改善.     

基于AMESim的不同结构液压互联悬架性能仿真分析

文章针对交叉反连式、纵向互联式、横向互联式三种结构的液压互联悬架系统,首先阐述各种悬架形式的工作原理,然后通过AMESim软件建立各种互联结构仿真模型和整车振动模型,最后通过汽车平顺性和操纵稳定性仿真分析,对不同结构互联悬架与传统不互联悬架的车身垂向加速度、悬架动行程、车身侧倾角、轮胎动载进行对比分析,分析结果表明,交叉反连式液压互联悬架具有相对较好的舒适性与稳定性,对于提高人们乘坐汽车的舒适性与稳定性有一定的帮助。     

基于制动与悬架系统的车辆主动侧翻控制的研究

为提高车辆抗侧翻能力,建立了10自由度整车侧翻动力学模型,应用车辆动力学和轮胎力耦合特性,提出了一种基于差动制动和半主动悬架协同工作的车辆主动抗侧翻控制策略。通过对制动力矩的差动调节和半主动悬架阻尼力的适时匹配,实现对车辆侧翻的有效控制。根据子系统运动特性,设计了制动系统基于滑移率的积分滑模控制器和悬架系统灰模糊控制器。分别对制动、悬架控制及综合控制进行的鱼钩试验仿真结果表明,综合控制策略可有效降低危险时域车辆的侧倾角,相对于单一系统控制进一步提高了车辆抗侧翻能力。     

大型车辆侧翻预测和控制技术研究进展

大型车辆引起的重特大侧翻事故频发会造成严重的人员伤亡和财产损失,因此,提高中国大型车辆防侧翻技术水平显得尤为重要.通过阐述国内外在车辆侧翻预警和稳定性控制方面开展的研究现状,详细描述基于静态门限值法和动态门限值法的侧翻预警技术研究进展,分析车辆半主动、主动转向控制、主动悬架控制、差动控制、电子稳定控制、联合控制等防侧翻控制技术发展现状,指出当前车辆侧倾预警领域主要研究方向在于提高侧翻指标的预测精度和响应实时性,特别是综合考虑道路环境因素对侧翻指标的影响.侧翻控制已逐步从半主动阶段提升到主动控制,控制方法更趋智能化、精确化.人-车-路-环境耦合作用、复杂非线性条件下的车辆侧翻预测模型,以及混沌条件下的优化控制将会是未来重点研究方向.      

一种新型开关式主动横向稳定杆装置的控制研究

针对装有被动横向稳定杆的车辆在高速大转角转向时容易发生侧翻及在直线行驶时乘坐舒适性变差的问题,设计了一种开关式主动横向稳定杆装置。基于整车6自由度模型设计了线性二次型最优控制器对车辆转向时的侧倾进行控制;直线行驶时,主动横向稳定杆处于"OFF"状态,降低悬架刚度,提高车辆舒适性。采用时域与频域仿真验证了该装置的有效性,并通过台架试验对基于粒子群优化的线性二次型最优侧倾控制策略进行了验证。     

四级阻尼可调式液压互联悬架系统性能研究

提出了一种新型四级阻尼可调式液压互联悬架 （FDAHIS） 系统。FDAHIS系统在被动液压互联悬架系统的阻尼阀上并联了两个常通孔面积不同的电磁开关阀,通过反馈控制策略控制电磁阀开闭状态,调节系统液压流量,从而实现阻尼四级可调。为了研究该系统性能,建立FDAHIS系统模型和七自由度整车模型。通过系统单元台架试验对该模型进行了验证。整车仿真结果表明,与被动的液压互联悬架 （HIS） 系统相比,FDAHIS系统在车辆行驶平顺性和抗俯仰性能方面表现更佳。     

电控空气悬架多智能体博弈控制系统研究

为协调互联状态控制与车身高度控制之间的耦合关系,结合多智能体理论和博弈论思想搭建电控空气悬架多智能体博弈控制系统。首先建立与试验样车相匹配的整车模型,验证模型准确性,在此基础上,搭建由信息采集智能体、车身高度控制智能体、互联状态控制智能体和博弈智能体构成的多智能体博弈控制系统。在单一工况下验证系统学习行为的有效性,在混合工况下验证系统控制效果。结果表明,在该系统的控制下,直线行驶时,驾驶员位置处的总加权加速度均方根值降低了7.77%,侧倾因子降低了17.87%;转弯工况下,通过牺牲部分行驶平顺性,改善了车辆操纵稳定性;在混合工况下,车辆整体性能有大幅度提升。     

基于主动横向稳定杆与差动制动联合控制的车辆防侧翻研究

针对高速行驶的车辆处于大转角、避障等紧急工况下容易出现侧翻的问题,本文中提出了采用差动制动与主动横向稳定杆联合对车辆进行侧翻控制策略。为提高对车辆侧翻的控制效果,一方面通过全轮差动制动来提高车辆的横摆稳定性,防止车辆由于失稳产生绊倒性侧翻,并减小车辆的侧倾;另一方面,考虑到处于紧急工况下车辆的非线性与时变性,采用主动横向稳定杆并设计了2阶滑模超螺旋控制器来动态跟踪车辆的理想侧倾角,实现驾驶员对车辆侧倾姿态的准确判断,防止驾驶员产生误操作,进一步提高了车辆的防侧翻能力。最后,通过硬件在环试验对提出的主动横向稳定杆与差动制动联合控制策略的有效性进行了验证。     

基于主动横向稳定杆的车身侧倾控制技术研究

文章首先进行了主动横向稳定杆结构和应用现状分析,研究了主动横向稳定杆核心零部件和系统的先进技术进展,接着分别介绍了汽车液压互联系统、电磁悬架、奔驰ABC悬架技术;研究车身侧倾控制技术更重要的意义在于降低车轮的侧倾转向角和侧倾外倾角,进而使转向更加中性并且提升汽车在弯道的极限性能。     

汽车侧倾稳定主动控制系统的仿真研究

在ADAMS/Car下建立了前、后悬架都装有主动横向稳定杆的95自由度虚拟整车模型.采用模糊PID控制策略,在MATLAB/Simulink环境中对车辆抗侧倾性能进行了联合仿真,实现了PID控制过程中参数的在线整定.仿真结果表明,模糊PID控制具有较强的自适应能力和抗干扰能力,可有效减小车身侧倾角,在保证乘坐舒适性的同时提高了车辆的行驶稳定性.     

车辆侧翻警示及控制系统的现状研究

乘用车领域,SUV由于质心较高,导致动态侧翻稳定性较差,易产生侧翻;商用车领域,重型车辆(尤其是重型半挂车)具有重量和尺寸大、质心高等特点,与其他公路车辆相比,其侧翻稳定极限较低。因此,提高车辆的侧倾稳定性是提高公路运输安全和减少交通事故的重要手段。本文阐述了车辆侧翻警示与控制系统的研究方法,比较出车辆侧翻警示与控制的优缺点,为车辆侧翻警示算法及控制策略的研究奠定了基础。     

某越野车车身稳定系统匹配设计与试验研究

过硬的横向稳定杆会限制车辆的越野能力,因此某些车型为了保障越野能力而选用较软的横向稳定杆,便导致了越野车侧倾刚度不足的问题。针对这一问题设计了一套可取代横向稳定杆的车身稳定系统,用于在不影响车辆越野性能的同时增加车辆的侧倾刚度。通过建立整车及液压系统动力学模型进行数值运算仿真,以求得能和整车匹配的车身稳定系统的关键参数。然后根据该车的底盘结构对系统进行结构设计,并开发出了原型样机进行装车试验。通过对原装越野车和改装越野车进行悬架性能试验、蛇行试验和平顺性试验,并对结果作对比分析,验证了车身稳定系统可以大幅度提高车辆动态侧倾刚度,改善其操纵稳定性且并不影响平顺性。