汽车悬架系统中的混沌现象及其控制

基于磁流变减振器的汽车悬架系统具有明显的滞后非线性，这直接导致了系统存在分岔与混沌的可能性。章分析了其在路面单频正弦激励下的受迫振动，揭示了该系统存在混沌运动的可能性，并在此基础上，利用非线性反馈控制方法对这类混沌行为进行了控制，并采用Melnikov方法确定了该控制系统的增益系数。     

汽车非线性悬架的混沌研究

采用基于实测数据建立的非线性悬架模型,分析了汽车悬架中的非线性弹簧力和阻尼力,对非线性悬架系统的混沌运动进行了研究.在单频正弦路面、拟周期路面以及随机路面激励情况下,仿真计算得到了系统的响应.分析各激励下系统的相轨迹、庞加莱(Poincaré)截面、时间历程曲线、功率谱图及李亚谱诺夫(Lyapunov)指数图,结果表明非线性悬架系统中存在混沌现象.     

汽车空气悬架非线性混沌分析

针对汽车空气悬架复杂的非线性行为,研究空气悬架迟滞非线性动力学系统的全局性态。采用基于实测数据建立的非线性空气弹簧以及非线性轮胎模型,分析汽车悬架中的非线性弹簧力和阻尼力,建立汽车二自由度垂向非线性系统动力学模型,对非线性悬架系统的混沌运动进行研究。在单频正弦路面激励情况下,仿真计算得到系统的响应,分析单频正弦激励下系统的分岔图、庞加莱映射、李雅普诺夫指数图。结果表明,汽车非线性空气悬架系统中存在混沌现象,在发生分岔现象时表现为叉形分岔,而且典型的倍周期分岔是系统从有序通往混沌的道路之一。     

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。     

路面连续减速带下汽车悬架的混沌振动分析

针对汽车通过连续减速带时所产生振动,采用二自由度非线性悬架系统为研究对象,分析其混沌动力学行为,从而实现对系统混沌进行抑制.通过分析高速公路上特殊路段连续减速带的参数和设置方式,建立其静态激励模型和得出动态激励相关函数,以数值仿真研究了非线性汽车模型在此激励下的混沌振动,获得导致系统发生混沌振动的频率条件,及车速、减速...     

双横臂扭杆弹簧悬架系统空间结构非线性特性的建模与分析

利用空问解析几何方法,建立了考虑导向杆件、弹性元件和阻尼元件的空间结构、空间姿态和空间尺寸的具有三维空间结构的转向轮的双横臂扭杆弹簧悬架系统的数学模型,研究该悬架的空间结构非线性阻尼和非线性刚度特性.分析结果表明:该悬架系统的等效阻尼和等效刚度具有明显的空间结构非线性特征.     

汽车系统的分岔研究

以1／2汽车系统为力学模型，考虑了悬架系统和轮胎刚度的非线性效应，以悬架系统的非线性系数为参变量，分析研究了在多频周期激励作用下系统的分岔特性。研究结果表明系统存在着Hopf分岔的倍周期分岔。     

不同摩擦系数的钢板弹簧动态特性分析

利用有限元方法,分析了某型钢板弹簧的刚度特性,讨论了摩擦系数对钢板弹簧刚度特性及动特性的影响。采用有限元方法分析了不同摩擦系数下钢板弹簧的动特性,并根据这些结果对钢板弹簧的非线性恢复力进行了拟合,并以此为基础分析了悬架在简谐激励下的动态响应特性,重点讨论了摩擦系数对其的影响。分析结果表明,摩擦系数对悬架动特性影响显著,当摩擦系数增加到一定程度时系统出现了混沌运动。     

路面随机激励下的汽车非线性悬架系统振动分析

基于滤波白噪声生成法模拟了路面不平度,建立了四分之一车辆悬架系统非线性模型,在此基础上利用统计线性化方法对汽车非线性随机振动时域响应进行了研究,并利用MATLAB／Simulink软件对悬架振动进行了数字仿真。计算结果表明,用统计线性化方法求解汽车悬架系统的非线性随机振动问题是可行而且可靠的,仿真输出量可作为评价汽车平顺性的依据。     

基于微分几何的汽车主动悬架模糊PID控制研究

文章以汽车主动悬架为研究对象,结合二自由度非线性汽车主动悬架动力学模型,利用微分几何理论将非线性模型精确线性化后,首先设计PID控制器,为抑制干扰因素影响而引起系统参数或结构改变,提高悬架系统应对复杂工况下的自适应能力,然后设计了利用模糊控制原理对PID参数进行在线整定的自适应模糊PID控制器。仿真结果表明:相比于参数固定的被动悬架系统,采用该控制方法的主动悬架能够轻松应对各种工况,不仅在保证改善汽车乘坐的舒适性的情况下,同时进一步改善了车辆的行驶平顺性和行驶安全性,为汽车主动悬架系统控制策略设计提供实用性参考。     

振动压实中的次谐波振动与混沌

建立了一种土壤非线性力学模型,可以反映土壤弹塑性变形和振动轮跳振等不同压实阶段特点。数值仿真表明,土壤弹塑性变形阶段,系统做周期运动,振动轮起跳后产生次谐波分量,减小阻尼会使谐波分量增加,在一定条件下出现分岔并引发混沌。对研究压实作业中如何产生混沌运动和避免振动轮跳振提供了理论依据。     

基于近似熵和统计复杂度的交通流复杂性测度

为了定量描述交通流系统的复杂性,引入非线性动力学的近似熵和统计复杂度特征量,计算混沌区域Henon和Logistic序列、周期序列、白噪声序列的近似熵和统计复杂度,并通过计算5个实测交通流时间序列数据对其近似熵和统计复杂度进行了计算分析。结果表明:这2种特征量能够有效测度系统的随机性和非线性,可以解决复杂性刻画的"短序列、可比较"难题,适于实测交通流的复杂性测度;交通流系统随机性较强,带有非线性结构,可能产生混沌,应该综合使用多种复杂性测度方法。     

功率谱在交通流混沌现象研究中的应用

文章主要研究交通流中的混沌现象问题.在交通流混沌现象的研究中,引入混沌研究的重要方法--功率谱的研究方法,作为对混沌现象的判断和分析依据.文中介绍了功率谱的定义、功率谱分析方法的特点,并对其计算原理和在实现过程中使用的函数加以详细的叙述.在其实现的方式和途径上,采用MATLAB作为计算工具,并通过一个仿真的实例,对整个分析过程加以详尽的说明.根据仿真结果,得出交通流中存在混沌现象的结论.     

空气弹簧悬架系统在强迫振动下的动力学分析

利用非线性动力学的方法研究了空气弹簧悬架的非线性动力学特性。通过空气热力学方程和试验得出空气弹簧的刚度特性,对单自由度1/4车辆模型只考虑车辆的垂向运动,得到其振动方程,并研究在单频正弦激励情况下的主共振,利用平均法得到了一次近似解及幅频关系。利用奇异性理论分析其分岔集,可知系统为叉形分岔的普适开折。结果表明:激励幅值与非线性刚度是影响空气弹簧悬架非线性特性的主要因素,且非线性刚度中只有立方非线性起作用。     

共享停车泊位数量可变下交通流逐日演化规律

为了揭示在共享停车泊位数量可变条件下的网络交通流逐日演化规律,首先构建了共享泊位交易系统,并考虑了交易市场中的共享泊位提供者可以选择2种异质性的价格预期方式,即理性预期方式和幼稚预期方式;而后对共享泊位的均衡价格、2种提供者的占比差、高峰时段公交和小汽车需求的演化规律进行了分析;其次,以2条平行路径的路网为例,对网络交通流量分配的最终演化结果进行了分析;最后,在对上述2个系统的最终演化状态给出定量判据后,以北京市实际路网为例进行了数值试验。理论分析和数值试验结果表明:①对于共享泊位交易系统,若供给曲线斜率小于需求曲线斜率,则共享泊位交易系统的唯一均衡解可实现无条件渐进稳定;否则若理性提供者的交易与预测成本之和大于幼稚提供者,则存在临界提供者选择强度,使得共享泊位交易系统在大于此临界值条件下出现分岔或混沌现象;②对于网络交通流系统,若出行成本对路径流量敏感度小,路径选择概率对出行成本敏感度小,小汽车需求量不大,则系统唯一的均衡解可能是渐进稳定的,否则系统会出现分岔或混沌状态;③当共享泊位交易系统处于渐进稳定状态时,若提供者对共享泊位的价格变动不敏感,用户对其价格变动敏感,潜在共享泊位需求量不大,理性提供者的交易与预测成本之和并非远大于幼稚提供者,提供者选择强度不大,则由于受到共享泊位交易总量的限制,高峰时段的均衡小汽车需求不大,导致网络交通流系统的最终演化状态容易趋向于渐进稳定;④当共享泊位交易系统处于混沌状态时,网络交通流系统会产生更加严重的分岔与混沌现象。     

基于非线性补偿的电子节气门滑模控制

电子节气门是典型的非线性机构,应用普通滑模控制算法时具有明显的抖振现象,故提出了基于非线性补偿的电子节气门滑模控制。通过设计观测器来观测并补偿电子节气门系统中的非线性因素,从而减小滑模切换项的增益,达到降低切换频率的目的;使用李雅普诺夫方法分析了系统的稳定性。仿真和试验结果表明,该算法能有效地降低系统抖振,满足控制要求。     

短时交通流量两种预测方法的研究

实时、准确的完成短时交通流量预测是实现交通控制与诱导的关键。采用基于L-M算法的BP神经网络预测方法和基于混沌时间序列的预测方法对短时交通流量时间序列进行了预测研究,给出两种方法的基本原理及具体的预测步骤,并对一组实际的流量数据进行了预测。仿真结果表明:两种方法都能较准确的预测交通流量,但混沌时间序列方法的实时性更好一些,更适合于预测短时交通流量。     

多层反馈混沌神经网络及其在交叉口优化控制中的应用

研究城市交叉口交通控制信号优化配时问题。以Hopfield网络和混沌模型为基础,开发了多层反馈混沌神经网络,将其应用于城市交通控制信号配时优化,并开发了应用于优化计算的能量函数和车辆平均延误计算式;探讨了城市交通系统的混沌特性,并开发混沌定量判别算法。以广东某交叉路口为对象进行了仿真,结果表明:与传统的配时方法相比,采用所开发的多层反馈混沌神经网络进行优化配时,交叉路口车辆的平均延误可以平均减少25.1%,可以大大提高路口的通行效率。该网络也可以应用于其他对象的优化。