整车半主动悬架滑模控制器的设计与仿真

基于滑模理论设计了7自由度的整车半主动悬架系统的滑模控制器。采用极点配置法进行切换超平面的设计,应用顺序启动递阶算法和等速趋近率法进行多变量滑模变结构控制器的设计和优化。研究了系统在随机激励条件下的车身加速度、俯仰角、侧倾角、俯仰角加速度、侧倾角加速度、悬架动行程和轮胎动位移等主要性能指标在时域上的控制效果,并对其进行了功率谱密度的仿真分析。结果表明:该滑模控制器性能稳定,控制后悬架各性能参数在时域和频域中均得到明显改善,证实了该滑模控制器设计的有效性。     

摇臂推杆式电磁主动悬架的鲁棒控制与优化

针对被动悬架和半主动悬架在抑制车辆振动方面存在的不足,提出一种摇臂推杆式电磁主动悬架并试制样机,它具有结构新颖、加工容易和模块化设计等特点。对该悬架系统非线性特性进行分析,得到等效刚度和等效簧下质量等参数的摄动区间。在保证系统鲁棒稳定性的前提下,以车身加速度、悬架动行程、轮胎动位移和主动力最小作为优化目标,设计鲁棒H∞控制器。为降低控制器保守性,将车身质量参数摄动范围分段,优化设计自适应鲁棒H∞控制器,通过静态查表方式离线控制,保证实时性,且无需切换控制器,避免对乘员产生的冲击感。     

整车磁流变减振器半主动悬架模糊滑模控制研究

针对八自由度整车悬架模型,以改进天棚阻尼系统为参考模型,运用模糊滑模控制方法设计了半主动整车悬架的模糊滑模控制器;将滑模切换函数及其导数进行滑模控制量划分,形成二维模糊控制规则表,以此来提高系统控制的灵敏度,并降低系统的抖振;将整车分块成四部分,对每个版块进行独立控制,使系统具有滑模特点同时也能克服抖振,最后利用李亚普诺夫方法来保证系统的稳定性。仿真结果表明,模糊滑模控制整车半主动悬架的减振效果优于被动控制和PID控制的悬架,且具有很好的稳定性。     

电流变智能半主动悬架模糊PID控制

对带有电流变液智能阻尼器的半主动汽车悬架系统设计了一种模糊PID控制器。将半主动悬架簧载质量的位移及其导数作为模糊控制器的输入，PID控制器的3个增益参数作为其输出，利用电流变液智能阻尼器的阻尼力可随电压变化的特性来使车身的振动降为最小。仿真实验给出了最优被动悬架、固定参数PID控制智能半主动悬架和模糊PID控制智能半主动悬架在不同路面激励情况下的响应曲线。     

半主动座椅悬架径向基函数神经网络滑模控制

针对3自由度1／4车座椅悬架模型，采用滑模变结构控制（Sliding Mode Control，SMC）的方法设计了应用在半主动座椅悬架的控制器，运用径向基函数神经网络对SMC进行优化。在Matlab／Simulink下进行仿真，仿真结果表明，采用神经网络的优化方法与传统的SMC方法相比，使实际被控对象不仅保证了系统的稳定性，提高了乘坐的舒适性，而且有效地抑制了系统的“抖振”现象。     

EHA半主动悬架时滞补偿控制研究

为了改善汽车平顺性,设计了车辆电动静液压(EHA)半主动悬架结构。计算了EHA半主动悬架系统临界时滞,分析了时滞的影响。提出了一种改进型Smith时滞预估补偿器,并将其应用于模糊控制EHA半主动悬架的时滞补偿,进行了仿真分析和试验验证。结果表明,改进型Smith预估补偿器能够对补偿环节的悬架模型参数误差进行修正,提高了悬架系统的抗干扰能力,可有效减小时滞对该半主动悬架的影响,从而改善其动态性能。     

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。     

汽车半主动悬架的滑模控制及鲁棒性

在多自由度车辆动力学模型的基础上，提出了基于多输入系统的滑模控制律，并应用于汽车半主动悬架控制系统的设计。研究了系统的时、频域响应，计算了响应的功率谱均方根值，考查了滑模控制器的稳定性和鲁棒性。仿真结果表明：多输入系统滑模控制器性能稳定，对模型参数的改变，具有良好的鲁棒性。     

考虑边界约束的阀控阻尼可调半主动悬架显式混杂模型预测控制

针对阀控阻尼可调半主动悬架减振器输出阻尼力存在的边界约束,引入混合逻辑动态理论,建立半主动悬架混杂系统整车模型。确立半主动悬架模型预测控制的二次型目标函数,采用多参数规划技术显式求解半主动悬架混杂系统模型预测控制问题。在随机路面输入工况下进行仿真验证结果表明,阀控阻尼可调半主动悬架的显式混杂模型预测控制能在兼顾操纵稳定性的同时,有效改善车辆的乘坐舒适性。     

半主动悬架电子控制系统的研究

简要介绍半主动悬架及其电子控制系统的构成.这种半主动悬架系统可根据路面的激励输入,自动实现悬架阻尼参数的无级调节,性能上远远优于被动悬架而接近主动悬架.     

基于参考模型的半主动悬架滑模控制

在分析电流变阻尼器工作原理与结构的基础上,基于参考模型设计了1/4车辆悬架系统的滑模控制器.研究了系统在随机路面激励条件下车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移等性能指标的控制效果.运用Simu-link在不同的车速和车身质量的情况下进行了仿真分析,结果表明:控制后悬架各性能指标均得到明显改善,滑模控制器性能稳定,对系统参数的改变具有很好的鲁棒性.     

半主动悬架的SIRMs模糊控制算法研究

文章以车身垂向振动速度、车身垂向振动加速度、悬架动行程和轮胎动位移为输入项目,主动悬架所产生的阻尼力F作为输出量,即设计一个包含4个输入项目和1个输出量的半主动SRIM模糊控制模型,并进行了凸起路面和随机路面下的仿真分析,计算结果显示该控制方法相对于半主动悬架经典控制方法有着更好的控制效果。     

Fuzzy adaptive sliding mode controller for an air spring active suspension

A fuzzy adaptive sliding mode controller for an air spring active suspension system is developed. Due to nonlinearity, preload-dependent spring force and parameter uncertainty in the air spring, it is difficult to control the suspension system. To achieve the desired performance, a fuzzy adaptive sliding mode controller (FASMC) is designed to improve the passenger comfort and the manipulability of the vehicle. The fuzzy adaptive system handles the nonlinearity and uncertainty of the air suspension. A normal linear suspension model with an optimal state feedback control is designed as the reference model. The simulation results show that this control scheme more effectively and robustly isolates vibrations of the vehicle body than the conventional sliding mode controller (CSMC).     

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。     

基于半主动自适应悬架系统的整车道路友好性研究

为了提高车辆的道路友好性与平顺性,设计了以磁流变减振器为控制对象的整车自适应模糊控制半主动悬架系统。在试验测试和理论分析的基础上,建立了基于磁流变减振器的整车半主动悬架模型及其状态方程,并用该模型对自适应模糊控制方法进行了研究。模型的输入采用B级和C级路面谱;道路友好性评价指标采用动载荷系数和动载荷应力因子;使用MATLAB/Simulink建立基于2个自适应模块的模糊控制器控制系统,模糊控制器的输入均采用车身与车桥的相对速度和相对加速度。仿真结果表明:与被动悬架相比,在B级和C级路面、不同速度下,半主动自适应悬架动载荷系数均降低30%左右,动载荷应力因子均降低40%以上,同时也提高了车辆的运行平顺性和稳定性。     

基于神经网络的半主动悬架自适应模糊控制

提出了基于神经网络的自适应模糊控制策略。模糊控制主要用来对付系统的非线性；神经网络根据振动响应的方差递推结果来辨识车体的振动情况实时调节模糊控制器的量化因子，使模糊控制器对路面的变化具有自适应的能力。在半主动悬挂1／4车非线性模型的基础上进行了仿真研究。     

Self-powered active control applied to a truck cab suspension

A method of active vibration control using regenerated vibration energy, i.e. self-powered active control, applied to the cab suspension of a heavy duty truck. In the proposed system, an electric generator that is installed in the suspension of the chassis regenerates vibration energy and stores it in the condenser. An actuator in the cab suspension achieves active vibration control using the energy stored in the condenser. Numerical simulations and basic experiments demonstrate better isolation performance of the self-powered active vibration control system than that of a passive and a semi-active control.     

H8 Control Performance of a Full-Vehicle Suspension Featuring Magnetorheological Dampers

Summary This paper presents an investigation of the feedback control performance of a full-vehicle suspension system featuring magnetorheological (MR) dampers. A cylindrical MR damper is designed and manufactured by incorporating a Bingham model of aMR fluid which is commercially available. After evaluating the field-dependent damping characteristics of the MR damper, a full-vehicle suspension system installed with 4 independent MR dampers is constructed and its governing equations of motion which include vertical, pitch and roll motions are derived. A H 8 controller which has inherent robustness against system uncertainties is formulated by treating the sprung mass of the vehicle as uncertain parameter. This is accomplished by adopting the loop shaping design procedure. For the demonstration of a practical feasibility, control performance characteristics for vibration suppression of the proposed MR suspension system are evaluated under various road conditions through the hardware-in-the-loop simulation (HILS) methodology.     

H8 Control Performance of a Full-Vehicle Suspension Featuring Magnetorheological Dampers

Summary This paper presents an investigation of the feedback control performance of a full-vehicle suspension system featuring magnetorheological (MR) dampers. A cylindrical MR damper is designed and manufactured by incorporating a Bingham model of aMR fluid which is commercially available. After evaluating the field-dependent damping characteristics of the MR damper, a full-vehicle suspension system installed with 4 independent MR dampers is constructed and its governing equations of motion which include vertical, pitch and roll motions are derived. A H 8 controller which has inherent robustness against system uncertainties is formulated by treating the sprung mass of the vehicle as uncertain parameter. This is accomplished by adopting the loop shaping design procedure. For the demonstration of a practical feasibility, control performance characteristics for vibration suppression of the proposed MR suspension system are evaluated under various road conditions through the hardware-in-the-loop simulation (HILS) methodology.