改进的模糊PID控制器对4自由度主动悬架振动控制的研究

建立了4自由度1／2车体力学模型,针对车辆悬架为一非线性、时滞、不确定系统,设计了一种改进的主动悬架模糊PID控制器。以SANTANA2000实车悬架为仿真参数,以阶跃信号激励为路面输入,在Matlab中进行了时域仿真。结果表明,改进的模糊PID控制的主动悬架对车身垂直加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷等平顺性指标改善明显．响应达到稳定状态的时间也有了显著的缩短,车辆乘坐的舒适性和操纵稳定性优于被动悬架和单纯的模糊控制的主动悬架,对车辆主动悬架控制的开发具有参考价值。     

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。     

新型双弹簧悬架耦合振动特性及应用

操稳性和平顺性是评价汽车性能的两个重要指标,分析研究表明,操稳性主要源于悬架对车身扰动的响应,响应越小,操稳性越好;平顺性主要源于悬架对路面激励的响应,响应越充分,平顺性越好。传统的单弹簧悬架对扰动和激励只能进行单一响应,无法同时提高车辆的操稳性和平顺性;新型双弹簧悬架对扰动采用不响应的设计,对激励进行充分响应的同时还可以保持底盘的平衡,其操稳性和平顺性远超过传统单弹簧悬架。本文结合双弹簧悬架的耦合振动进行分析,在提高车辆操稳性的同时,找到提高平顺性的参数范围和设计方法。     

空气悬架系统模糊控制仿真分析

对汽车空气悬架系统的模糊控制方法进行了仿真研究。以1／4车辆模型为仿真对象，建立模糊控制器，并模拟B级路面为随机输入，对模型进行了计算机仿真。结果表明，在引入模糊控制方法后，车辆的行驶平顺性得到了有效改善。另外，当系统模型的结构参数发生改变时，该控制器表现出良好的鲁棒性。     

电磁主动悬架的设计及仿真研究

基于电磁学原理,利用电磁铁作为主动悬架的作动器,构造出电磁作动器的一般结构。在1/4汽车悬架的基础上,建立了电磁主动悬架的非线性模型,并应用现代控制理论设计了该模型的次优控制器,对该模型进行分析、仿真。模拟结果表明,电磁悬架能够实现一般主动悬架的功能,满足车辆平顺性的要求,可以适用于汽车的悬架系统。     

基于免疫算法的汽车主动悬架控制研究

应用免疫算法理论,以车身垂直加速度、悬架动行程和车轮动载为控制目标,设计了基于汽车1/4模型的主动悬架控制策略。该算法利用信息熵作为评价抗体亲和力的指标,具有多样识别能力、强鲁棒性和免疫记忆功能。仿真结果表明,基于免疫控制器的主动悬架对汽车的平顺性和操纵稳定性有较明显的改善。     

基于道路友好性的重载汽车悬架半主动控制研究

车辆的平顺性和道路友好性是反应车辆悬架性能的2个重要指标。为改善重载汽车在道路行驶中的友好性,基于7自由度重载汽车动力学模型,建立了半主动悬架系统的运动方程,设计了半主动悬架最优控制器,考虑路面不平度的随机激励,以车辆平顺性和道路友好性为控制目标,提出了车辆悬架的最优半主动控制策略,并且给出了详尽的推导过程。仿真分析结果表明:当汽车以20m/s的速度行驶在C级路面时,车身和驾驶室垂向加速度有效均方根值分别减少了3.42%和46.4%,轮胎对路面的破坏减少了2.10%;半主动控制悬架有效地保证了车辆行驶的平顺性,同时可减小车辆对路面的冲击作用,改善了车辆的悬架性能。     

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。     

一种引入行驶状态识别的半主动悬架PID控制修正算法

基于车辆不同行驶状态（路面不平度和车速）下悬挂质量垂向加速度和悬架动挠度响应不相同的客观事实,针对半主动悬架PID控制器无自适应能力的局限,以悬挂质量垂向加速度和悬架动挠度响应作为车辆行驶状态的识别判据．建立起一种引入行驶状态识别的半主动悬架PID控制修正算法,进而以某型轿车为对象,采用MATLAB／Simulink建立起半主动悬架PID控制的仿真模型,针对不同行驶状态计算出PID控制算法修正前、后的车辆平顺性响应并加以对比,表明所提出的PID控制修正算法是有效的。     

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。     

Designing a non-linear tracking controller for vehicle active suspension systems using an optimization process

In this paper, a new non-linear tracking controller for vehicle active suspension systems is analytically designed using an optimization process. The proposed scheme employs a realistic non-linear quarter-car model, which is composed of a hardening spring and a quadratic damping force. The control input is the external active suspension force and is determined by minimizing a performance index defined as a weighted combination of conflicting objectives, namely ride quality, handling performance and control energy. A linear skyhook model with standard parameters is used as the reference model to be tracked by the controller. The robustness of the proposed controller in the presence of modeling uncertainties is investigated. The performed analysis and the simulation results indicate that both vehicle ride comfort and handling performance can be improved using the minimum external force when the proposed non-linear controller is engaged with the model. Meanwhile, a compromise between different objectives and control energy can easily be made by regulating their respective weighting factors, which are the free parameters of the control law.     

基于舒适性和轮胎动载的车辆悬架参数优化

为了改善汽车行驶的舒适性并减小轮胎对路面的动载，以某载货汽车为研究对象，建立了多目标优化模型，并采用统一目标函数法对车辆悬架参数进行优化。优化结果表明：优化后悬架刚度减小而阻尼增大，且前悬架参数变化较小，后悬架参数变化较大；相比于优化前，车身垂直方向加速度均方根值减小了20％，前轮动栽均方根值减小了40％，后轮变化更显著，减小了49％；采用多目标优化设计方法不仅可提高车辆自身的舒适性，而且可减小轮胎对路面的动载。     

Robustness analysis of bogie suspension components Pareto optimised values

Bogie suspension system of high speed trains can significantly affect vehicle performance. Multiobjective optimisation problems are often formulated and solved to find the Pareto optimised values of the suspension components and improve cost efficiency in railway operations from different perspectives. Uncertainties in the design parameters of suspension system can negatively influence the dynamics behaviour of railway vehicles. In this regard, robustness analysis of a bogie dynamics response with respect to uncertainties in the suspension design parameters is considered. A one-car railway vehicle model with 50 degrees of freedom and wear/comfort Pareto optimised values of bogie suspension components is chosen for the analysis. Longitudinal and lateral primary stiffnesses, longitudinal and vertical secondary stiffnesses, as well as yaw damping are considered as five design parameters. The effects of parameter uncertainties on wear, ride comfort, track shift force, stability, and risk of derailment are studied by varying the design parameters around their respective Pareto optimised values according to a lognormal distribution with different coefficient of variations (COVs). The robustness analysis is carried out based on the maximum entropy concept. The multiplicative dimensional reduction method is utilised to simplify the calculation of fractional moments and improve the computational efficiency. The results showed that the dynamics response of the vehicle with wear/comfort Pareto optimised values of bogie suspension is robust against uncertainties in the design parameters and the probability of failure is small for parameter uncertainties with COV up to 0.1.     

基于T-S模型的主动悬架保性能控制研究

建立了1/2车4自由度主动悬架的T-S模糊模型,提出了基于该模型的模糊保性能控制方案,并且针对含有参数不确定性的主动悬架系统进行了仿真。结果表明该方法能够取得较满意的控制效果,也证明了主动悬架系统在减少振动、提高汽车平顺性方面要优于被动悬架。     

考虑发动机与人椅系统的液压半主动悬架振动控制研究

在研究1/2车辆模糊控制半主动悬架的基础上,加入了发动机和人椅系统等因素,建立了"车椅人"1/4车体4自由度车辆动力学模型,设计了用于该车体的参数自整定的模糊PID控制器,并应用MATLAB/SIMULINK软件进行了仿真研究.结果表明,高频恒定的发动机激励对座椅加速度影响较小,模糊PID控制器比模糊控制器具有更强的自...     

基于神经网络的轻型客车悬架参数的优化

应用四轮相关的时域路面随机输入模型的不平度时间序列，对轻型客车的八自由度非线性平顺性模型进行了分析研究，并将计算出的平顺性指标作为输入，以径向基函数神经网络对后悬架参数进行了优化计算。算法准确，合理，为平顺性的进一步研究提供了新的方法。     

汽车行驶平顺性评价方法研究及仿真分析

汽车平顺性是汽车NVH性能的评价指标之一。系统介绍了汽车行驶平顺性的客观评价方法,并结合某车型搭建整车行驶平顺性虚拟样机,进行了仿真分析评价。该方法可用于指导汽车行驶平顺性的改善以及悬架参数的优化。     

基于LQR控制的现代客车自适应空气悬架

长期在不良工况的道路上驾驶会降低驾驶员的乘坐舒适性。随着人们对乘坐舒适性需求不断提升,空气弹簧的优势尤为明显。文章提出了一种基于LQR控制策略的自适应空气悬架系统的创新设计方案,提出的LQR控制器采用粒子群算法进行优化。以客车空气悬架为研究对象,采用MATLAB软件对空气悬架系统的被动和自适应动力学模型进行了设计和仿真。仿真结果表明,自适应空气悬架系统在保证车辆稳定性的同时,降低了车辆在随机道路上的最大位移幅值,从而提高了车辆的平顺性。     

Roll and pitch independently tuned interconnected suspension: modelling and dynamic analysis

In this paper, a roll and pitch independently tuned hydraulically interconnected passive suspension is presented. Due to decoupling of vibration modes and the improved lateral and longitudinal stability, the stiffness of individual suspension spring can be reduced for improving ride comfort and road grip. A generalised 14 degree-of-freedom nonlinear vehicle model with anti-roll bars is established to investigate the vehicle ride and handling dynamic responses. The nonlinear fluidic model of the hydraulically interconnected suspension is developed and integrated with the full vehicle model to investigate the anti-roll and anti-pitch characteristics. Time domain analysis of the vehicle model with the proposed suspension is conducted under different road excitations and steering/braking manoeuvres. The dynamic responses are compared with conventional suspensions to demonstrate the potential of enhanced ride and handling performance. The results illustrate the model-decoupling property of the hydraulically interconnected system. The anti-roll and anti-pitch performance could be tuned independently by the interconnected systems. With the improved anti-roll and anti-pitch characteristics, the bounce stiffness and ride damping can be optimised for better ride comfort and tyre grip.