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。     

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。     

作动器惯性质量对主动悬架幅频特性的影响

设计了一种用于车辆主动悬架的齿轮齿条式作动器,并探究作动器惯性质量对主动悬架幅频特性的影响。首先给出了惯性质量的计算方法,分析了惯性质量对悬架系统固有频率的影响,接着,进一步对比了被动悬架、引入惯性质量、施加天棚控制和施加加速度阻尼控制4种情况下悬架3个评价指标的传递特性。最后通过台架试验进行了验证。结果表明:惯性质量的引入降低了车体和车轮固有频率,改善了中低频区域的振动,但加剧了高频区的振动;天棚主动控制只能改善中低频区域的振动抑制效果,但导致高频区振动的恶化;而加速度阻尼控制能减小惯性质量对中高频区域振动的恶化,相对较好地提高中高频区域的振动抑制效果。因此,作动器含有惯性质量的主动悬架系统应选择中高频控制效果较好的加速度阻尼控制算法。     

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。     

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。     

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.     

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%。     

油气弹簧非线性特性对车辆平顺性的影响分析

推导并建立了某工程车辆油气弹簧的非线性刚度和阻尼特性的数学模型，并将其导入到车辆模型中。根据汽车悬架质量分配特点．将汽车简化为两自由度的舣质量振动系统，对此两自由度模型的车轮加速度、车身加速度和悬架动行程进行了仿真从仿真结果可以看出，非线性油气弹簧能很好地衰减由路面传递来的振动。分析了刚度和阻尼的变化对车辆平顺性的影响。     

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。     

汽车磁流变半主动悬架自适应模糊控制研究

针对汽车磁流变半主动悬架存在非线性及不确定性等因素而难以控制的问题,提出采用自适应模糊控制策略并进行了研究。在分析磁流变减振器输入输出特性的基础上,针对1/4车辆悬架模型设计了自适应模糊控制器并进行了仿真分析。以某微型车为试验用车,搭建了平顺性道路试验系统,进行了不同车速、不同控制策略(自适应模糊控制和天棚控制)下的随机路面试验,试验结果与仿真结果相吻合,说明将自适应模糊策略应用于半主动控制是可行的,能够抑制车身的垂直振动,提高乘坐的舒适性,且控制效果要优于天棚控制。     

磁流变半主动悬架动力学特性的试验研究

通过台架试验为自制磁流变减振器建立可控阻尼力-励磁模型以便于计算机控制,并根据1/4车辆半主动悬架动力学模型确定天棚阻尼开关控制算法和LQR最优控制算法的相关参数;应用Labview模块化语言开发了数据采集与预处理、控制算法和计算机与PWM通信控制等模块,并在1/4车辆悬架试验台上进行半主动振动控制与无控制的对比试验.结果表明,自制的磁流变减振器结合所开发的控制算法能有效抑制车辆振动.     

奥迪A8车辆空气悬挂系统结构及工作原理

5.传感器电子装置控制单元(1)传感器电子装置控制单元为水平调节控制单元提供车辆在X轴、Y轴和Z轴方向的加速度值和相应的旋转率,水平调节控制单元根据这些信息计算出车辆的运动情况。因此就不需要车身加速度传感器了。(2)以下信息供可调空气悬架系统使用:纵向加速度、横向加速度、竖轴方向加速度、偏摆率、俯仰率、振摆率。部件见图7。     

基于Simulink的重型越野车前悬架系统的参数优化研究

为了优化悬架系统的性能参数,提高车辆平顺性和路面友好性,文章建立了路面不平度激励信号模型和重型越野车2自由度1/4前悬架系统振动仿真模型,结合196组悬架偏频和阻尼比参数,采用MATLAB中的Simulink模块仿真分析了不同车速和路面条件下各组参数对应的响应量,即车身加速度、悬架动挠度和车轮动载荷的变化趋势。通过分析,优化了悬架偏频和阻尼比参数,得到了较为合理的偏频和阻尼比参数值,从而提高了悬架性能。     

车身低频结构噪声的主动振动控制技术仿真

为有效控制车身低频结构噪声,应用主动振动控制(AVC)技术,提出了一种可以改变振动系统阻尼、减弱车身高幅振动、降低车身低频结构噪声的降噪方案。基于AVC系统结构和最小均方(LMS)算法,提出滤波-x最小均方根(FxLMS)算法。针对样车的振动特性,合理布置硬件位置并采集振动输入信号。信号处理采用单一和多重一致性结合分析的策略,获得高水平一致性的输入信号,从而提升AVC系统的性能。采用MATLAB/Simulink软件进行AVC系统建模,并得出仿真结果。仿真结果表明：归一化步长为0.001和泄漏因子为0.1的参数方案可获得最佳的系统性能和稳定性,车顶振动最剧烈处(65~100Hz频段内)的振动峰值降低了20.765%,平均值降低了8.139%,减振降噪效果显著。     

公路路基不均匀沉降下的车辆振动分析和路基沉降评价

软土地区的公路往往发生较大沉降和不均匀沉降,严重影响司乘人员的乘车舒适性,降低了公路的服务水平。研究表明,司乘人员的乘车舒适性与振动加速度相关。为了评价软土地区公路不均匀沉降对行车舒适性的影响,本文采用车辆-道路相互作用五自由度分析模型,编制MATLAB程序求解振动加速度,根据ISO 2631标准,以加权加速度均方根值为舒适性评价指标,进行了车辆振动特性分析。研究发现,发现加权加速度均方根值随轴距和车身质量的增加而减小,随座椅刚度系数和阻尼系数的增加变化较小。针对浙江省杭金衢高速公路K0~K35路段的沉降情况,利用五自由度模型分析了车辆通过该路段的竖向振动加速度,提出基于行车舒适性的路基沉降评价方法,并以该路段为例进行了沉降评价。     

基于增广卡尔曼滤波并考虑车辆加速度的路面不平度识别

为实现车辆在实际加减速行驶工况下路面不平度的准确识别,提出了一种考虑车辆加速度、基于增广卡尔曼滤波算法的路面识别方法.以车辆纵向加速度作为已知输入,车身垂向振动和俯仰振动响应作为观测向量,设计增广卡尔曼滤波观测器估计路面不平度信息;求取固定位移窗长度内的国际平整度指数,实现了对路面的等级分类.仿真结果表明在典型非匀速工...     

基于轴距预瞄的半主动悬架模糊神经网络控制

应用模糊控制和神经网络控制理论,构建了1/2车辆的半主动悬架模型,设计了基于轴距预瞄的半主动悬架模糊神经网络控制系统.对前轮半主动悬架采用以对应处车身垂向加速度为目标的模糊控制,对后轮半主动悬架采用轴距预瞄模糊控制,并利用神经网络来调整模糊控制器的控制规则和隶属度函数.在不同车速下对所建的控制系统分别进行了白噪声和路面脉冲输入的仿真.结果表明,与传统的被动系统相比,轴距预瞄模糊神经网络控制的半主动悬架系统能有效降低车辆振动;与模糊控制的半主动悬架系统相比,质心垂向加速度和后轮对应处车身加速度均有显著减小,较好地改善了车辆的行驶平顺性.     

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。     

电动轮减振系统设计及参数优化研究

为降低电动轮对车辆垂向振动性能的负面效应,提高车辆行驶平顺性和安全性,将轮毂电机视为动力减振器,设计了车身减振型、车轮减振型和综合减振型等不同减振方案,采用粒子群优化算法对各方案中减振系统的弹簧刚度、阻尼进行优化,并利用随机路面和脉冲路面激励验证不同方案的减振效果。结果表明,经过参数优化的几种减振方案均可有效减小车轮和整车的垂向振动,优化车辆行驶平顺性,其中,轮毂电机同时与车身、车轴相连的综合减振型方案减振效果最佳。     

规则自调整模糊控制及其在主动悬架系统中的应用

根据路面 车辆系统的非线性特点,本文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。该方法不仅体现了模糊控制算法对非线性系统具有的明显优势,而且利用LMS自适应算法在线调整模糊控制器的修正因子。针对简化的车辆模型,以路面信号作为激励源进行了仿真研究,证明该算法对悬架系统的振动控制具有较好的效果,簧上质量加速度功率谱密度得到明显降低。