基于操纵稳定性的某客车空气悬架系统结构改进

针对某空气悬架客车在行驶转向时车身侧倾角过大问题,提出在后空气悬架导向臂尾端添加车身侧倾稳定板的改进方案。对改进前、后空气悬架系统进行了KC分析,结果显示改进后的悬架系统侧倾刚度得到了有效提高。基于刚柔耦合建模方法,建立了改进前、后整车多体动力学模型。仿真结果显示改进后车辆稳态回转时车身侧倾角明显减小,不足转向度也有所改善;整车试验结果验证了仿真结果的正确性和改进方案的可行性。     

转向工况下车辆主动悬架的侧倾控制EI北大核心CSCD

鉴于车辆簧上质量的振动和车轮的振动耦合,特别是转向工况下,车轮转向角对车辆侧倾的影响,为减小车辆的侧倾并有效抑制车辆的振动,建立了带主动悬架的整车模型,并运用微分几何理论设计了侧倾及减振控制律,对整车模型进行解耦。经过解耦后,簧上质量的俯仰、侧倾和垂向运动互相独立;车轮转角对车辆侧倾的影响得到有效的抑制。仿真结果表明,采用微分几何解耦后,车辆的侧倾角、俯仰角和垂向振动以及横摆角速度的超调量皆大幅度地减小,车辆乘坐的舒适性和转向的稳定性显著提高。     

转向工况下车辆主动悬架的侧倾控制

鉴于车辆簧上质量的振动和车轮的振动耦合,特别是转向工况下,车轮转向角对车辆侧倾的影响,为减小车辆的侧倾并有效抑制车辆的振动,建立了带主动悬架的整车模型,并运用微分几何理论设计了侧倾及减振控制律,对整车模型进行解耦。经过解耦后,簧上质量的俯仰、侧倾和垂向运动互相独立;车轮转角对车辆侧倾的影响得到有效的抑制。仿真结果表明,采用微分几何解耦后,车辆的侧倾角、俯仰角和垂向振动以及横摆角速度的超调量皆大幅度地减小,车辆乘坐的舒适性和转向的稳定性显著提高。     

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。     

液压互联悬架抗侧倾控制研究（双语出版）

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。     

全承载客车侧倾优化及空心稳定杆的应用

正随着人们对乘坐舒适性要求的提高,近现代车辆悬架一般设计得比较软,在高速行驶转向时,车身会产生很大的横向侧倾和横向角振动。因此,杆式横向稳定器应运而生,并以成本低和结构简单而得到广泛应用。横向稳定杆对悬架侧倾角刚度的分配有很大影响,一般要求当侧向惯性力等于0.4倍的车重时,车身的侧倾角小于6度,同时为了满足汽车稍有不足转向特性的要求,前后悬架的侧倾角刚度比值一般取     

重型汽车空气悬架侧倾角刚度分配对稳态回转试验影响

前后轴侧倾角刚度的分配,会影响侧倾时车辆的轴荷转移,进而影响轮胎的侧偏特性,对车辆的稳态回转有重要影响。本文运用Adams/Car软件建立车辆的动力学模型,前悬架不变,匹配不同的后空气悬架侧倾角刚度,用定转弯半径法仿真分析对车辆稳态回转试验的影响。     

整车不足转向特性影响因素研究

文章分析了悬架KC特性、轮胎力学特性对车辆不足转向特性的影响,其中悬架侧倾转向、侧向力转向、回正力矩转向及轮胎侧偏刚度对整车不足转向特性有重要贡献,而轮胎垂向载荷及复合工况下纵向滑移率则对轮胎侧偏刚度有明显影响,进而改变整车不足转向特性,为底盘开发提供了重要的理论依据。     

七自由度悬架模糊控制与仿真

为提高车辆悬架减振性能,兼顾车辆行驶平顺性和操稳性,以某微型轿车为基础建立了简化的七自由度悬架模型,并提出了模糊控制方法。以车身质心加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度、悬架动变形、轮胎动载荷作为评价指标,在Matlab/Simulink环境中以C级白噪声路面作为激励,对模糊控制主动悬架进行仿真。结果表明,模糊控制下的主动悬架各项评价指标均得到明显改善,为主动悬架在车辆上实际应用提供了参考。     

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.     

Design of LQG Controller for Semi-active Suspension Based on Improved Analytic Hierarchy Process

建立了包含半主动悬架的4自由度车辆动力学模型,应用最优控制理论设计了车辆半主动悬架LQG控制器,并在Matlab/Simulink环境下对系统模型进行仿真.以车身垂向加速度、俯仰角加速度、悬架动挠度、轮胎动位移和悬架控制力作为车辆LQG控制的性能评价指标,采用层次分析法和改进层次分析法确定各指标的加权系数.仿真结果表明,与被动悬架相比,采用半主动悬架能有效地提高车辆的乘坐舒适性;而与层次分析法相比,使用改进的层次分析法更易于确定加权系数,更便于设计LQG控制器.     

基于Adams的一种解耦悬架的优化分析

为了实现悬架俯仰刚度和侧倾刚度的独立调校,文章对一种双横臂解耦悬架进行了优化分析。运用CAXA和UG等软件确定悬架各硬点初始的坐标,并建立三维模型,利用Adams/car对解耦悬架进行运动学仿真,研究摇臂的几何结构对悬架传递比和解耦度的影响,并对摇臂的几何机构进行优化和校核,最后采用Adams/carinsight模块对解耦悬架的前轮定位参数进行优化。优化结果显示,前悬的俯仰刚度和侧倾刚度关联度小,且车轮参数变化理想,满足了设计要求,这对FSAE赛车的解耦悬架设计提供了理论基础,具有参考意义。     

基于卡尔曼滤波算法的车辆振动状态估计与最优控制研究

在建立2自由度1/4车辆悬架振动模型基础上,提出了利用卡尔曼滤波算法估计车辆行驶振动状态的方法。通过设计卡尔曼滤波算法,对在不平路面上行驶车辆的车身垂向位移、垂向速度和车轮垂向位移、垂向速度状态进行估计,并通过Matlab/Simulink对估计效果进行验证。验证结果表明,该方法能够在不同路面、不同车速下准确估计车辆的相关参数,为汽车主动悬架的最优控制提供了基础。     

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。     

全地形履带车橡胶扭力轴套扭转刚度特性研究

在全地形履带车辆中,体积小、重量轻的橡胶扭力轴套悬架逐渐取代了扭杆等传统悬架形式,其中扭转刚度特性是车辆减振性能的关键。针对橡胶扭力轴套中扭转刚度特性设计缺乏的问题,从线性和非线性两种情况,分别依据扭杆悬架、单双气室油气悬架的刚度特性,推导了等效扭转刚度特性下的扭力轴套扭转刚度模型。基于全地形车动力学模型进行了仿真,通过平顺性指标对不同的扭转刚度特性进行了评价。仿真结果表明,依据单气室油气悬架刚度特性设计的扭转刚度模型具有较好的平顺性表现。扭力轴套扭转刚度的研究为全地形车橡胶扭力轴套刚度特性的设计提供了理论依据。     

单斜臂悬架轮边电驱动系统的横向稳定杆设计

轮边电驱动系统是电动汽车的一种重要驱动形式。安装横向稳定杆可在不改变垂向刚度的前提下提高车辆侧向刚度,从而在保证行驶平顺性的同时改善行驶稳定性。由于单斜臂悬架轮边电驱动系统的结构和参数与传统悬架形式存在区别,因此需要在现有文献基础上推导公式和建模仿真。以电动汽车整车平台为研究对象,根据车辆实际结构和空间布置的需求,确定稳定杆的结构参数,以此提出不同刚度的横向稳定杆方案。利用Matlab/Simulink对各个方案进行建模仿真,从时域角度和频域角度分析整车系统对方向盘转角的阶跃响应特性。研究方法对于其它形式(如麦弗逊悬架、双横臂悬架等)的轮边电驱动系统横向稳定杆的设计匹配亦具有价值。     

交叉互连油气弹簧抗侧倾特性研究及试验

针对多轴重型特种车辆存在的偏载问题,为了减小偏载对静态姿态以及转弯行驶稳定性的不良影响,设计一种交叉互连油气弹簧.从液压原理方面分析了交叉互连油气弹簧的抗侧倾作用,通过悬架侧倾角刚度推导和仿真,验证了交叉互连油气弹簧具有良好的抗侧倾特性.将油气弹簧进行装车试验,通过静载工况、转弯工况的实车试验,进一步验证了交叉互连油气...     

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。     

汽车主动悬架和四轮转向系统的耦合分析及协调控制

针对汽车转向系统和悬架系统的相互作用,建立了转向动力学子模型、悬架动力学子模型以及考虑两者耦合效应的综合动力学模型.通过仿真分析发现:悬架系统主要通过轮胎动载荷引起轮胎侧偏力变化,从而引起转向特性发生显著变化;而转向系统则主要通过离心力影响簧上质量的侧倾运动,从而引起悬架运动特性发生变化;主动悬架与四轮转向协调控制系统在减小车身侧倾和前轮垂直载荷波动的同时,还能有效地改善车辆横摆响应和质心侧偏角响应.