一种改进的加速度阻尼半主动控制策略研究

经典的开关型天棚控制和加速度阻尼控制各有其优缺点:天棚控制在低频区(车身振动偏频附近)控制效果较好,加速度阻尼控制则在高频区(车身振动偏频以上)控制效果较好。为能在全频域内有效地降低车辆振动加速度,以提高车辆的乘坐舒适性,提出了一种改进的加速度阻尼控制(结合了天棚控制和加速度阻尼控制的优势),并从相频的角度对上述控制方法进行理论分析,证明了提出算法的优越性。最后进行MATLAB/Simulink仿真和可控减振器的硬件在环试验,从时域和频域两方面验证了算法的有效性。     

车辆半主动悬架HSG阻尼控制策略仿真研究

半主动悬架具有成本适中、控制效果好的优势。天棚阻尼控制在降低簧上质量加速度的同时会导致轮胎动载荷恶化,而地棚阻尼控制则与之相反,降低轮胎动载荷但会增大簧上质量加速度。结合天棚、地棚阻尼控制各自优点,使用混合天棚地棚阻尼控制方法,并在1/4车辆模型上对该方法进行仿真分析。仿真结果显示,混合控制系统能够通过调节加权系数获得乘坐舒适性与操纵稳定性之间的平衡,在获得乘坐舒适性提升的同时,能够保持适当的操作性能。其具有计算量少、操作简单实用等特点,能较好地实现汽车振动的控制。     

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。     

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。     

被动天棚阻尼悬架降阶与优化

采用基于Routh稳定判据的Pade逼近法对被动天棚阻尼悬架系统进行降阶,寻找阶次低、元件少的ISD悬架结构。建立四分之一悬架模型,运用统一目标函数的遗传算法优化结构的参数,对比分析了传统被动、被动天棚阻尼和降阶ISD三种悬架系统的性能。结果表明,与被动天棚阻尼悬架相比,降阶ISD悬架的车身加速度、轮胎动载荷和悬架动行程均方根值都不同程度逼近被动天棚阻尼悬架,能够实现被动天棚阻尼悬架的主要性能,说明经降阶优化的ISD悬架综合性能可以接近被动天棚阻尼悬架,研究结果从理论上验证了基于Routh稳定判据的Pade逼近法的有效性。     

带天棚阻尼的1/2车辆主动悬架仿真研究

建立了两种带天棚阻尼的1/2车辆主动悬架控制模型,结合线性二次型最优控制理论,基于MATLAB线性二次型最优控制函数LQR(Linear Quadratic Regulator)、LQG(Linear Quadratic Gaussian)分别设计和计算两种模型中的控制力;利用MATLAB/Simulink工具建立仿真模型,在相同输入情况下对两种模型的部分性能参数进行仿真比较。结果表明基于LQR的主动悬架的质心加速度和车身俯仰角加速度响应值比基于LQG的小很多,而前后轮动载荷、前后悬架动行程响应值相差不大;理论上,基于LQG设计的带天棚阻尼的1/2车辆主动悬架系统更切实际。     

增加缓冲器的馈能式悬架性能研究

为解决惯性质量带来的馈能式悬架性能恶化的问题，研究了减振器串联缓冲器的解决方案。建立了带缓冲器的2自由度馈能式悬架模型，理论研究表明增加缓冲器利于改善簧载质量加速度、悬架动挠度，同时降低惯性力；通过传递特性分析，揭示了缓冲器对减振器速度幅值通低频阻高频的作用。对比有无缓冲器时悬架耗散功率，结果表明缓冲器降低了悬架耗散功率。通过台架对比测试，验证了增加缓冲器能够有效提升馈能式悬架性能，簧载质量加速度均方根值降低58.0%，车轮相对动载荷均方根值降低33.3%，悬架动挠度均方根值降低27.6%。     

车辆半主动悬架改进型天棚阻尼控制算法

以改善车辆乘坐舒适性为目的,通过分析车体垂向速度和垂向加速度的相互关系,设计了车辆悬架改进型天棚阻尼半主动控制算法。以天棚阻尼控制算法为对比,对设计的算法进行性能仿真。结果表明,与传统的天棚阻尼控制算法相比,该算法能显著降低车体加速度,提高乘坐舒适性,且具有计算量小,简单实用的优点,适用于车辆振动的控制。     

基于径向基函数神经网络的半主动悬架滑模控制

采用天棚阻尼模型为参考模型,设计了1/4车辆悬架系统的滑模控制器,并用径向基函数神经网络对其进行了优化.研究了系统在随机激励条件下的车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移等性能参数的控制效果,并对其功率谱密度进行了仿真分析.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.     

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.     

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ADAMS和MATLAB的汽车半主动悬架的仿真研究

在ADAMS/VIEW中建立某轿车前麦弗逊悬架动力学模型,在MATLAB/SIMULINK中建立C级路面激励,并将此路面激励导入到ADAMS中作为悬架测试平台的驱动,然后将悬架动力学模型导入到MATLAB中,并在MATLAB中建立开关式天棚阻尼半主动控制策略,进行联合仿真。仿真结果表明,悬架通过半主动控制,可以有效的降低车身加速度和悬架动挠度,提高了平顺性和乘坐舒适性。     

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。     

车辆悬架联合反馈半主动控制算法

为提高车辆乘坐舒适性,基于采用典型算法的车身加速度幅频特性分析,提出了基于车身速度和加速度信号联合反馈控制的半主动控制算法。以天棚半主动控制作为参照,对该算法的性能进行了分析和评价。结果表明,该算法能够实现对车身加速度、悬架挠度和车轮动载荷等悬架性能指标的有效控制,在大幅提高车辆乘坐舒适性的同时改善了操纵稳定性。算法简单实用、计算量小,适用于车辆悬架系统的振动控制。     

汽车半主动悬架的模型参考自适应控制

在1／4车辆动力学模型的基础上，基于李雅普诺夫稳定性理论，以天棚阻尼半主动悬架为参考模型，设计了半主动悬架模型参考自适应控制器。自适应控制器包括可调前置控制器和状态反馈控制器两个部分。推导了自适应控制律与相应的约束条件。仿真结果表明：该控制器对于模型参数的不确定性具有良好的鲁棒特性。自适应控制器不仅明显降低了车身加速度，提高了平顺性，同时也使汽车的行驶安全性获得了改善，悬架动变形稍有增大。     

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。     

一种新型电磁式主动吸振器的设计和试验研究

以电磁铁为作动器,设计了一种电磁式主动吸振器.为改善该类型主动吸振器电磁力的复杂非线性特性,采用有限元方法,设计了一种比例式电磁铁结构,在一定电流及动铁心行程下,使作动器的电磁力近似恒定,并通过试验进行了验证.最后,以简支钢板主系统搭建主动振动控制试验台进行验证,结果表明,当电磁式主动吸振器施加主动控制后,对钢板主系统...     

新型电动静液作动器主动悬架模糊PID控制

为采用新型电动静液作动器的主动悬架设计了一种模糊PID控制器,把悬挂质量相对于静平衡位置的位移(即动挠度)及其变化率作为模糊控制器的输入,PID控制器的3个参数作为模糊控制器的输出.不同频率激励路面的试验数据表明,采用模糊PID控制的主动悬架能适应不同频率路面状况,有效降低车体垂向加速度和悬架动挠度,从而提高了汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性.     

轿车悬架阻尼二阶最优控制设计方法研究

本文以半动悬架与二阶最优控制理论为基础，通过被动悬架阻尼的主动力表示，结合对最优控制力的分解以及最优评价指标，振动加速功率谱密函数与系统振动阻尼之间的关系的研究，建立了多自由度汽车振动系统在随机输入下以振动加速度功率谱密度函数极小为目标的悬架最优减振器阻尼参数的方法，并给出了７自由汽车振动最优减振器阻尼设计实例。     

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.