基于T-S模糊模型的车辆电液悬架系统H_∞控制

为了进一步降低主动悬架作动器输出力并优化控制系统鲁棒性,建立车辆7自由度整车模型,采用Takagi-Sugeno(T-S)模糊建模技术,设计主动悬架外环H_∞控制器,从而根据路面输入调节主动悬架性能,提升作动器能效。通过构建一个包括控制器稳定性分析、悬架运动空间及力的限值问题的线性矩阵不等式组,将控制器的优化问题转换为此线性不等式组的求解问题,并结合并行分配补偿控制技术,得到此控制器状态反馈系数。针对系统不确定性参数,内环采用自适应鲁棒控制方法,提升控制力的跟踪性能。通过对不同路面轮廓激励工况、交叉轴双轮激励工况以及控制力跟踪性能进行仿真试验,分析被动悬架和主动悬架性能评价指标,并对其作动器输出力进行对比研究。研究结果表明:在小激励下,基于T-S模糊模型的H_∞控制主动悬架相比被动悬架,各车轮处加速度均方根值可降低80%以上,与最优控制相比可降低47%以上;而在大激励时,虽然其加速度均方根值有所上升,但其悬架动挠度峰值较被动悬架有所下降;通过路面交叉轴激励对比可以看出,针对整车平顺性参数,该方法可在路面小激励时较被动悬架降低质心、俯仰以及侧倾加速度均方根值达55%、83%以及90%以上;与反演作动器输出力及最优控制作动器输出力对比结果表明,该控制方法可有效降低主动悬架控制力峰值20%以上,并提升控制力的跟踪性能;基于T-S模糊模型的H_∞控制可以在保证车辆悬架性能的基础上有效降低系统能耗。     

汽车主动悬架作动器故障诊断与控制补偿方法

在建立二自由度1/4车辆主、被动悬架模型和LQG控制器的基础上,设计了卡尔曼滤波器实现对悬架状态的估计。针对汽车主动悬架作动器增益故障,设计卡尔曼滤波器获得状态残差,实现对故障的在线诊断,得到悬架故障增益。对LQG控制率进行实时控制力补偿,实现主动悬架作动器的容错控制,并利用MATLAB/Simulink进行了仿真。结果表明,设计的状态估计器能及时发现故障,并进行控制力补偿,使故障悬架快速恢复原有性能,提高主动悬架的可靠性。     

电液主动悬架的H_∞控制研究

对用流量伺服阀构成的电液主动悬架进行了系统分析,并将其简化为H_∞标准问题,设计了基于干扰抑制指标的H_∞控制器。仿真和实验结果表明,设计出的H_∞最优控制器有良好的控制效果,同时可以对系统的总体性能进行优化,是一种适合主动悬架控制多目标特点的控制器。     

车载视觉感知预瞄下的主动悬架控制分析与实车应用(四)

<正>（接上期）1/4车辆2自由度的主动悬架系统数学模型如图34所示。以上给出的车辆各被动、主动或半主动悬架系统模型均为线性悬架系统的振动模型，悬架和车轮弹簧刚度是定值，悬架的阻尼系数也是常数。然而，事实上车辆悬架中的弹性元件和阻尼元件均存在不同程度的非线性，并且由于车辆悬架材料的变形老化以及使用环境等不确定因素影响，使得实际的车辆悬架系统是一个复杂的非线性不确定系统。主动悬架系统的非线性控制主要由其所采用的控制策略来体现。依据控制策略不同所采用的控制理论也不同。通过对主动悬架系统施加一定的控制规则或策略，     

汽车主动悬架系统的试验研究

在分析汽车传统被动悬架的基础上,给出了一种新型主动悬架结构。介绍了该主动悬架的工作原理,建立了二自由度的主动悬架数学模型。采用天棚控制策略,设计并研制了主动悬架样机及试验台架,进行了被动悬架与主动悬架的台架对比试验。试验结果表明,与被动悬架相比,该主动悬架能有效改善汽车的动态性能。     

一种改进的单神经元PID控制策略在主动悬架系统中的应用

为了适应路面激励的非线性特征,提高主动悬架的性能,本文提出了一种单神经元PID和无辨识的PSD调节算法相结合的主动悬架控制策略,利用MATLAB/Simulink建立了一个路面激励、1/4悬架和控制策略相结合的模型并进行了仿真。仿真结果表明与被动悬架相比,主动悬架降低了人体比较敏感4～8Hz频段的车身加速度,提高了车辆的平顺性和舒适性。与单神经元PID控制策略相比,PSD调节算法能够自适应的调节单神经元PID控制策略的增益系数K,在车辆的舒适性和安全性方面都可以更好的提高主动悬架的性能,说明这种主动悬架控制策略的自适应性更强,更具优越性。     

基于Simulink的半主动悬架PID控制与Fuzzy-PID控制仿真

文章基于在Matlab/Simulink对某车型建立二自由度四分之一半主动悬架模型,结合随机路面激励对PID控制和Fuzzy-PID控制策略进行仿真,从而改善车辆舒适性和操纵稳定性。PID控制以被控对象的偏差作为输入,经过比例,微分,积分过后得到控制量,控制简单,应用广泛,Fuzzy-PID是在PID控制基础上结合模糊控制,可以对存在非线性、多时变等较难建立精确数学模型的被控系统取得较好的控制效果。仿真结果表明:相较于被动悬架系统,两种控制策略的半主动悬架系统均改善了悬架性能,并且Fuzzy-PID控制效果明显优于PID控制并且具有良好的自适应能力。     

基于T-S模型的主动悬架保性能控制研究

建立了1/2车4自由度主动悬架的T-S模糊模型,提出了基于该模型的模糊保性能控制方案,并且针对含有参数不确定性的主动悬架系统进行了仿真。结果表明该方法能够取得较满意的控制效果,也证明了主动悬架系统在减少振动、提高汽车平顺性方面要优于被动悬架。     

车辆主动悬架自适应模糊PID控制

针对车辆悬架系统的动态特性,将现代控制理论运用于主动悬架控制,提出一种新的控制策略———自适应模糊PID控制,并通过仿真验证了其可行性及有效性。这种新型智能控制策略为车辆主动悬架控制理论的研究提供了一条新思路。     

半主动悬架系统的最佳阻尼比控制策略研究

为满足不同车速不同路况下车辆舒适性和安全性的要求,提出了一种半主动悬架系统的最佳阻尼比控制策略。基于车辆行驶振动模型,利用在随机路谱下车辆悬架系统均方响应指标,创建了半主动悬架系统最佳阻尼比控制策略的数学表达式,并分析了最佳阻尼比控制策略半主动悬架系统的传递特性和控制策略的普遍适用性。与天棚阻尼控制策略和被动悬架的对比结果表明,最佳阻尼比控制策略是有效的,能更好地改善不同车速不同路况下车辆悬架性能。     

含非线性轮胎模型的汽车四轮转向与主动悬架集成控制

在建立汽车四轮转向与主动悬架统一动力学模型的基础上,分别对2个子系统进行控制器的设计研究.在四轮转向控制器的设计方面,提出了修正后的理想参考模型,采取前馈加反馈的跟踪控制策略,在主动悬架的控制器设计中则采用最优控制方法.结合非线性轮胎模型,在MAT-LAB/Simulink环境下对被动系统、四轮转向系统、主动悬架系统以及四轮转向与主动悬架集成控制系统进行了仿真分析.结果表明:集成控制系统除了能改善车辆在转弯过程中的质心侧偏角响应、横摆角速度响应以及在不平路面上的行驶平顺性外,还能有效抑制由不平路面等外界干扰对车辆转向性能带来的影响.     

车辆悬架多刚体动力学分析及九点控制研究

借助多刚体系统动力学的拉格朗日方法对车辆悬架进行研究分析,建立了基于多刚体系统动力学的主动悬架系统模型,并采用九点控制策略进行理论分析和计算机仿真。仿真结果表明,以多刚体动力学方法同九点控制策略相结合的车辆悬架系统性能良好。     

主动悬架系统控制策略研究

文章设计一种主动悬架控制策略,通过建立四分之一车辆主动悬架系统模型,设计模糊滑模控制策略对主动悬架系统进行控制,并使用Matlab/Simulink软件对所建立的模型进行仿真分析。通过仿真结果验证了所建模型和控制策略的准确性,同时也改善了悬架系统的性能。     

基于次优控制的汽车主动悬架道路友好性研究

为分析随机次优控制对汽车主动悬架系统道路友好性的影响,基于简化的二自由度四分之一汽车振动模型,设计了悬架系统的随机最优和次优控制器.采用Matlab/Simulink软件建立车辆主动悬架系统仿真模型,并对被动悬架、最优控制悬架和次优控制悬架的道路友好性进行仿真比较.结果表明,合理设计的随机次优控制悬架的道路友好性与最优控制相当或接近,且优于被动悬架,具有更好的工程应用价值.      

基于TruckSim的重型商用车半主动悬架天棚控制研究

悬架是车辆底盘系统的关键组成部分之一,对车辆平顺性有十分重要的影响。传统的被动悬架无法根据车辆运行工况调整自身阻尼,减振效果有限,半主动悬架能够根据不同的运行工况实时调整自身阻尼,能够有效提升车辆平顺性。文章通过TruckSim和MATLAB/Simulink建立基于天棚控制策略的某重型商用车半主动悬架仿真模型和传统被动悬架仿真模型,并对两种悬架的减振效果进行了对比分析,结果表明,相比传统被动悬架,基于天棚控制策略的半主动悬架能够有效提升车辆平顺性,其中车身加速度均方根值降低22.9%,悬架动挠度均方根值降低15.1%,轮胎动载荷均方根值降低9.8%。     

基于天棚控制的半主动悬架建模及稳定性分析

为探究时滞因素对开关天棚控制半主动悬架动态稳定特性的影响,以含时滞的开关天棚控制半主动悬架模型和时滞微分方程理论为基础,并运用Lyapunov稳定性理论,提出该悬架控制系统失稳临界时滞求解的理论分析和数值计算方法;利用数值解法求得不同被动基值阻尼和可切换阻尼减振器阻尼系数下悬架系统的失稳临界时滞量及全(非全)时滞渐进稳定域;最后,通过建立含时滞开关天棚控制半主动悬架系统仿真模型,分析得到时滞对半主动悬架动特性的影响规律。结果表明,当时滞量达到临界值时,悬架系统稳定性将严重恶化。本研究为含时滞开关天棚控制可切换阻尼半主动悬架控制系统的时滞补偿及其稳定性控制策略的制定奠定基础。     

汽车主动悬架系统状态反馈控制技术研究

车辆的悬架系统对于其舒适性和操纵稳定性都起着关键作用。随着计算机技术和液压伺服元件的发展，出现了主动和半主动悬架系统，在其控制策略具有二次型性能指标的最优控制方法比较成熟。通过建立系统的数学模型和仿真计算，对全状态反馈和被动悬架进行比分析，表明主动悬架采用和有限状态的反馈较全状态反馈有明显优势，是一种比较实用的状态反馈控制方法。     

基于MATLAB/Simulink的车辆悬架建模与仿真

以1/2车辆被动悬架系统为基本模型,构建了一种带"天棚"阻尼的1/2车辆主动悬架系统;推导出基于LQR设计的该系统的动力学方程,应用MATLAB/Simulink软件建立该系统的仿真模型,为其他控制策略提供理想的参考模型;通过与1/2车辆被动悬架系统仿真结果的比较,验证了该控制方法的有效性.     

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.     

基于振动状态估计的电动静液压主动悬架切换控制研究

为减少电动静液压(EHA)主动悬架作动器失效对车辆动态特性的影响,设计了一种基于振动状态估计的EHA主动悬架切换控制策略。建立EHA作动器失效模型,基于卡尔曼滤波算法,以悬架系统状态变量残差与簧载质量加速度作为复合切换条件,设计了一种EHA主动悬架切换控制策略,并进行了仿真和台架试验。结果表明,该切换控制策略在作动器失效后能够进行模式切换,可消除切换紊乱现象,并在短暂时滞后,使EHA主动悬架性能恢复至与正常悬架相近的水平,改善了作动器失效造成的车辆动态特性恶化问题。