汽车电磁主动悬架的研究现状与发展趋势

主动悬架是基于汽车在行驶过程中运动状态和路面状况变化产生主动控制力使车辆处于最佳减振状态。电磁主动悬架具有无接触摩擦、响应快、控制力大、适应频率宽、可控性好等优点,是实现汽车主动悬架系统的主要途径,电磁主动悬架成为国内外研究热点。基于国内外近年对电磁主动悬架的研究现状,对各类电磁主动悬架的作动器进行分析总结,最后针对电磁主动悬架目前的关键问题和悬架系统目前馈能研究现状进行了总结。     

基于混合遗传算法的主动悬架集成优化研究

作者提出的主动悬架的集成优化方法是以主动悬架的结构参数与LQG控制器为优化对象,以主动悬架系统输出的车身垂直加速度、悬架动位移、轮胎动位移和主动控制力的加权和为优化性能指标。同时提出了一种混合优化算法,它利用梯度算法每次迭代得到的结果来改进遗传算法的群体,而用遗传算法的最优个体与梯度算法的迭代解相比较,选择其中的最优点作为梯度算法下一步迭代的初始点。运用该混合遗传算法进行主动悬架系统的集成优化控制能有效地提高汽车行驶平顺性和安全性。     

基于EHA的汽车主动悬架控制时滞研究

在分析电动静液压作动器(EHA)汽车主动悬架结构的基础上,建立了含时滞的EHA汽车主动悬架模型,研究了时滞对模糊控制主动悬架动态性能的影响.论述了解决控制时滞问题的主要策略,对带有时滞补偿的EHA模糊主动悬架进行了试验研究.试验结果表明,采用时滞补偿算法明显改善了EHA主动悬架的控制效果,为主动悬架样机的实用化奠定了基础.     

电磁主动悬架的设计及仿真研究

基于电磁学原理,利用电磁铁作为主动悬架的作动器,构造出电磁作动器的一般结构。在1/4汽车悬架的基础上,建立了电磁主动悬架的非线性模型,并应用现代控制理论设计了该模型的次优控制器,对该模型进行分析、仿真。模拟结果表明,电磁悬架能够实现一般主动悬架的功能,满足车辆平顺性的要求,可以适用于汽车的悬架系统。     

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.      

汽车主动悬架自调整模糊控制试验

以汽车操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标,提出一种在线可调整的模糊控制算法,其模糊控制规则表可以用解析的方法进行计算。针对简化的汽车模型,为控制悬架系统的振动设计了自调整模糊控制器。与自适应控制主动悬架系统相比较,在两自由度悬架系统试验台架上进行了对比试验研究,结果表明该算法对汽车的振动控制具有明显效果,进一步说明提出的算法对汽车悬架系统的振动控制具有较好的适应性。     

半主动悬架模糊PID混合控制及时滞分析

半主动悬架较被动悬架，在乘坐舒适性、操纵稳定性方面均有较大提高，同时与主动悬架相比具有性价比高、耗能小等优点，所以半主动悬架成为近年来汽车底盘研究的热点。本文基于车辆4自由度1／2半主动悬架模型，提出了模糊PID混合控制算法，并基于该算法对半主动悬架进行控制，且对半主动悬架系统的时滞问题做了定量分析。仿真结果表明，模糊PID混合控制的半主动悬架在车身加速度、车身俯仰角加速度、前后悬架动挠度、前后轮胎动载荷、前后簧载质量加速度等在时域和频域中均有所改善，且一定量的时滞对该算法亦影响较小。这对半主动悬架控制算法的研究和半主动悬架的开发具有较大参考价值。     

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。     

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。     

车辆主动悬架系统的LMS自适应控制

选择LMS自适应滤波算法，通过调整自适应滤波器的权系数使二次性能指标达最小，根据单个样本方差的负梯度来调节权系数；得到控制输出。针对简化的车辆模型，将空钩控制、广义自适应控制与LMS自适应控制相对比。仿真计算表明，主动悬架系统LMS自适应控制策略不仅计算简单，而且理论上在主动悬架系统中的应用是切实可行的，性能明显优于其它对比控制方法。     

Adaptive Ride Control In Active Suspension Systems

The paper describes the development of an adaptive control algorithm for active suspension systems based on optimal regulation methods. The objective is to design an algorithm which will automatically tune at start-up to changed vehicle conditions and adaptively re-tune to changes in driving conditions (in particular road generated disturbances). The proposed algorithm is a self-tuning regulator based on generalised minimum variance (GMV) control. Simulation results obtained for a 3 degree-of-freedom (DOF) quarter car suspension demonstrate potential benefits of fully adaptive control in automotive suspensions.     

主动悬架最优控制整车模型的研究

以一个车辆的整车模型为研究对象，通过利用轴距预瞄信息，应用最优控制理论设计了一个车辆的悬架控制策略，通过模拟和仿真的结果，验证了该模型和算法的可行性，并分析了轴距预瞄控制对于改进车辆性能的能力，检验了所建立的整车模型。     

Active Suspension Control to Improve Vehicle Ride and Handling

In practice most active vehicle suspension work can be traced to two sources, Lotus' modal control and Karnopp's skyhook damper. A model is developed which allows comparison of different active suspension control algorithms. The Lotus modal control algorithm is reviewed, and compared with Karnopp's skyhook damper. It is shown that a tight inner closed loop allows the Lotus algorithm to achieve the inertial damping described by Kamopp for a single comer or quarter car. It is suggested that to achieve simultaneously high inertial damping and good disturbance rejection an inner force loop is desirable. A vehicle control scheme is presented which combines the Lotus modal decomposition with Karnopp's skyhook damper, allowing nearly optimal ride and simultaneously permitting modification of vehicle handling properties.     

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。     

结合卡尔曼滤波器的车辆主动悬架轴距预瞄控制研究

利用轴距预瞄信息，即前后轮路面输入之关系，同时结合卡尔曼滤波器作为状态估计器，本文提出了一种算法用于车辆悬架控制律的设计，根据模拟结果，研究了算法的可行性，分析了卡尔曼滤波器对状态变量的估计精度，以及轴距预瞄控制对进一步改进车辆性能的潜力。     

一种引入行驶状态识别的半主动悬架PID控制修正算法

基于车辆不同行驶状态（路面不平度和车速）下悬挂质量垂向加速度和悬架动挠度响应不相同的客观事实,针对半主动悬架PID控制器无自适应能力的局限,以悬挂质量垂向加速度和悬架动挠度响应作为车辆行驶状态的识别判据．建立起一种引入行驶状态识别的半主动悬架PID控制修正算法,进而以某型轿车为对象,采用MATLAB／Simulink建立起半主动悬架PID控制的仿真模型,针对不同行驶状态计算出PID控制算法修正前、后的车辆平顺性响应并加以对比,表明所提出的PID控制修正算法是有效的。     

基于频域加权性能指标和输出反馈的主动悬架控制策略研究

本文对传统的主动悬架线性二次型控制策略作了频域改进设计和研究。通过对有关平顺性的指标项进行频域加权。在不影响其它方面性能指标的同时，大大改善了车辆的平顺性，通过对几种不同型式的输出反馈的比较研究，得出了可行的控制策略。