磁流变半主动悬架的天棚控制方法研究

研究天棚控制方法对磁流变半主动悬架动力学的影响.根据磁流变减振器的力学特性,建立了二自由度磁流变半主动悬架模型,分析了在天棚控制方法下悬架的频率响应特性,并通过仿真分析了被动悬架和天棚控制悬架的平顺性.结果表明,天棚控制方法能有效降低簧载质量加速度和悬架动挠度,但是增大了轮胎动载荷.     

半主动悬架磁流变液减振器研究

针对Passat B5轿车前悬架,开发了双筒滑阀式磁流变液减振器,提出了簧载质量的绝对速度及其与非簧载质量间的相对运动速度估计算法,利用实测悬架参数和磁流变液减振器的非线性阻尼力特性,建立了带磁流变液减振器的半主动悬架模型。沥青路面试验结果表明:相对于被动悬架,采用磁流变液半主动悬架后车辆平顺性改善大于10%。     

汽车磁流变非线性悬架模糊控制

建立了整车悬架系统的三维模型,根据试验数据得出了前后悬架弹簧的非线性特性曲线。前后悬架减振器均采用磁流变减振器,采用Bouc-Wen参数化模型为其阻尼力模型。采用模糊控制算法为整车半主动控制算法,采用ADAMS和Matlab联合对整车平顺性进行仿真。结果表明,采用模糊控制算法控制磁流变非线性悬架可提高整车的平顺性。     

汽车磁流变半主动悬架的控制研究

为了改善汽车的乘坐舒适性和行驶安全性,提出了一种汽车磁流变半主动悬架的控制策略。首先,设计了磁流变减振器的工作模式,通过试验获得了其速度特性和力学特性,建立了磁流变减振器的数学模型;其次,建立了带磁流变减振器的二自由度车辆简化模型及其参数表;最后,基于双环控制理论,设计了一种控制系统,其外环产生理想的结构阻尼力,内环调节电流驱动器的电流,以使磁流变减振器实时地产生控制阻尼力。仿真结果表明:以磁流变减振器为基础,通过半主动控制技术,悬架系统的振动动态性能得到了有效的控制。     

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Simulink的汽车平顺性仿真(1)

本文主要研究由汽车非簧载质量变化引起的汽车性能变化的仿真,运用Simulink软件对整车进行平顺性建模与仿真分析。本文的主要研究内容:首先介绍汽车平顺性研究以及汽车平顺性相关的内容,将整车简化为具有11个自由度的振动力学模型,根据已有的力学模型得到数学模型。运用软件Simulink搭建模型,在Simlink环境中搭建B级,C级路面随机激励模型,通过改变非簧载质量,得到不同情况下的悬架动挠度等一些汽车平顺性的评价参数。     

磁流变减振器极限高低温特性及变温正逆模型

磁流变减振器阻尼力和电流的精确控制是实现半主动悬架的算法、达到整车系统控制目标的必要条件,但由于磁流变液的温度敏感性使得磁流变减振器阻尼力强烈依赖温度变化,带来模型失配和控制效果弱化的问题。基于此进行磁流变减振器在不同电流和速度下的高低温(-40℃～80℃)示功试验研究,揭示磁流变减振器在低温下丧失阻尼特性而表现出刚度特性,在高温下黏滞阻尼退化的特性规律。为了描述磁流变减振器随温度变化的复杂非线性特性,提出一种新的磁流变减振器变温参数化双曲滞回模型,该模型引入温度作为自变量,对磁流变减振器黏滞阻尼、刚度及滞回特性进行准确描述。为了面向实际减振器控制,在此双曲滞回模型的基础上,进一步线性化求逆得到磁流变减振器温度修正的逆模型。该逆模型输入预期阻尼力和减振器压缩速度作为自变量,可以直接给出满足减振器力值约束的控制电流。研究结果表明：相较于未进行温度补偿的逆模型,该逆模型能够平均提升12.79%的电流控制精度以及12.53%的控制力跟踪精度;进行温度修正的模型能够在仿真中还原更真实的磁流变减振器力学特性,逆模型能够给出更精确的控制电流,为充分发挥磁流变减振器的能力、实现车辆的半主动悬架精确控...     

针对汽车操纵稳定性的悬架系统控制的研究

运用多体动力学方法建立了某款轻型客车整车操纵稳定性仿真模型,设计试制了一款磁流变阻尼器,作为该客车的减振器并通过试验建立其数学模型.以整车操纵稳定性及行驶平顺性为目标提出了一种基于PID神经网络的协调控制策略,实现了汽车半主动悬架与转向系统之间的良好匹配和协调.仿真结果表明,所提出的协调控制策略,在有效改善车辆的操纵稳定性的同时兼顾了车辆的行驶平顺性.     

馈能式磁流变减振器自供电特性研究

本文设计了集馈能与减振功能于一体的磁流变减振器,从能量传递的角度出发,分析了馈能式磁流变悬架系统能量流动路径,提出了馈能式磁流变减振器自供电准则。通过建立1/4馈能式悬架系统模型和基于广义回归神经网络的减振器控制器进行仿真分析,以确定所设计的磁流变减振器在不同路面激励下的自供电工作范围。     

基于广义回归神经网络的磁流变减振器模型辨识

根据磁流变减振器的非线性特性,提出磁流变减振器广义回归神经网络(GRNN)模型辨识方法,利用台架试验获取的力学特性数据,建立磁流变减振器广义回归神经网络正、逆模型,并与反向传播神经网络(BPNN)模型进行比较.结果表明:通过合理选取网络变量并优化光滑因子,GRNN模型能准确预测磁流变减振器的阻尼力和控制电流,其正、逆模型辨识精度优于BPNN模型.此外,GRNN还具有结构简单、快速收敛等特点,为磁流变减振器的准确建模与控制提供了重要手段.     

汽车磁流变半主动座椅悬架动态特性的试验研究

为进一步提高汽车的乘坐舒适性,研发了一种汽车座椅半主动悬架用磁流变减振器,并对其进行阻尼特性试验,通过分析其受力情况,建立了汽车半主动座椅悬架动力学模型,设计了用于座椅磁流变半主动悬架的天棚控制策略,并在随机和正弦激励输入下进行了座椅天棚控制仿真计算,试制了磁流变半主动座椅物理样机及试验台架系统,开展了磁流变半主动座椅悬架的台架试验研究。结果表明,理论仿真和试验结果基本吻合,磁流变减振器阻尼可控性好;相对于被动座椅悬架,采用磁流变半主动座椅悬架后,座椅动态性能改善了30%左右,磁流变半主动座椅悬架减振效果显著。     

电动轮轮内主动减振器的非线性最优滑模模糊控制

轮毂电机与车轮刚性连接会增加电动车辆的非簧载质量,影响车辆平顺性。为克服电动轮垂向振动负面影响,提出一种电动轮轮内主动减振器的非线性最优滑模模糊控制方法。建立了考虑悬架广义非线性特性的1/4车辆动力学模型,通过对非线性系统的线性化、构建最优滑模模糊调节器和逆线性化这3步实现轮内主动减振控制,并进行了对比仿真验证。结果表明:非线性最优滑模模糊控制的电动轮轮内主动减振器可有效减弱轮毂电机垂直振动负面效应,确保电动车辆具有更好的综合平顺性能。     

基于非线性空气弹簧模型的整车仿真与主客观评价

应用非线性空气弹簧模型,研究了空气悬架整车的动力学仿真和主观评价。结合空气弹簧频率、振幅相关性模型与Simulink仿真,给出了空气悬架整车7自由度模型,对比了不同路面情形下悬架动行程和簧上加速度的均方根值和功率谱密度。从时域和频率2个角度分析了不同速度、路面及减振器阻尼情形下空气悬架整车的动态特性。对装有不同空气弹簧的整车进行主、客观试验测试。结果表明：悬架动行程预测误差小于7%,簧上位置加速度共振峰值预测误差小于6%,共振频率预测误差小于6%;从而验证了所提模型的普适性和精确性;反映了带空气悬架整车的动态特性,解释了平顺性主客观试验的机理。     

基于环形流动模式的汽车磁流变减振器建模与分析

基于磁流变技术的汽车减振器是汽车悬架技术提升为半主动控制的关键结构,其模型的建立与分析对于预测减振器特性具有重要作用。文章通过环形流动模式的减振器理论分析模型,建立了基于Herschel-Bulkley模型的磁流变液流变学特性分析模型。理论分析表明:该模型能较好的预测减振器的缓冲特性。     

基于闭环形式的车辆减振器热学特性研究

为了解决某车辆被动悬架系统中减振器由于温升过高而漏油失效的问题,提出了车辆悬架系统机械特性与其热学特性相互耦舍的模型。采用MATLAB／Simulink建立闭环正反馈系统的热一机耦合模型,并通过仿真计算得到某车辆在多种工况以及不同悬架参数条件下减振器的温升特性曲线。研究结果表明：随着路面等级的下降、车速的提高、簧上质量的增大以及悬架刚度的减小,减振器的温度升高;车轮刚度对减振器温升特性影响较小;簧下质量对减振器温升特性无影响。     

重型牵引车空气悬架系统减振器最佳阻尼特性匹配

车辆悬架系统的阻尼决定车辆悬架的特性,对车辆行驶平顺性和安全性具有重要影响。为了设计车辆的最佳减振器,利用悬架系统的最佳阻尼比,分析前后悬架系统减振器最佳阻尼系数,建立减振器最佳速度特性数学模型。利用多体动力学软件ADAMS/Car模块建立了重型牵引车整车刚柔耦合多体动力学模型,进行整车平顺性仿真分析和悬架系统动力学仿真。匹配结果表明,对该悬架系统,减振器所做的匹配设计是正确有效的,改善了悬架系统的运动特性和整车平顺性。     

基于键合图模型的汽车悬架减振器失效分析

应用键合图法建立整车模型,将整车模型进行Simulink转化,在仿真模型中对减振器失效引起的汽车振动变化情况进行分析研究,提出一种新的汽车悬架减振器失效分析与评价方法。     

小孔节流式磁流变减振器阻尼特性理论与试验研究

基于商用磁流变减振器的结构特点,将磁流变减振器简化成具有4个圆形阻尼孔和1个环形阻尼孔的平板模型.根据磁流变液的特性,推导出控制电流、活塞速度与阻尼力的关系式,并在MATLAB中仿真得到不同电流下的速度阻尼特性曲线.经台架试验验证,该理论关系式能够较好的表达磁流变减振器的特性.     

电动车辆轮毂电机减振系统设计与分析

为消除轮毂电机造成电动汽车非簧载质量增加而使车辆平顺性和安全性降低的影响,根据质量转移的方法,在电动轮内安装弹簧阻尼减振系统将轮毂电机质量变成吸振器,建立11自由度电动轮车辆整车动力学模型,并对模型进行仿真分析。结果表明,轮毂电机减振系统在满足轮毂电机垂向跳动要求的基础上,可以消除轮毂电机刚性与车轮连接给车辆带来的垂向负效应问题。     

电磁阀式半主动悬架LQG-Smith时滞补偿控制研究

为了解决电磁阀式半主动悬架控制过程中的时滞问题,提出了一种LQG-Smith时滞补偿控制方法。建立了2自由度半主动悬架动力学模型,开展了电磁阀减振器的阻尼特性试验和动态响应试验,得到了半主动悬架控制系统的响应时滞;设计了电磁阀式半主动悬架的LQG-Smith预估补偿控制器,仿真分析了时滞补偿控制下半主动悬架的动态性能。结果表明:与无时滞补偿控制相比,时滞补偿控制下半主动悬架的簧载质量加速度均方根值降低了17.57%,轮胎动载荷均方根值降低了12.23%,车辆的行驶平顺性和操纵稳定性得到了改善。