汽车半主动悬架线性二次型最优控制

被动悬架的刚度和阻尼在车辆运行过程中均不可调,难以适应路面的多样性,不利于车辆平顺性、乘坐舒适性的提高。以某款乘用车为研究对象,分别建立1/4车辆2自由度被动悬架、半主动悬架动力学模型;对半主动悬架动力学模型输出指标进行加权处理,得到性能指标函数;运用极小值原理,结合线性二次型最优控制算法对悬架的阻尼力进行控制;采用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,对悬架的性能进行仿真分析。仿真结果表明,采用线性二次型最优控制可使悬架性能指标函数达到极小值,有效地改善了车辆的平顺性和乘坐舒适性。     

An Investigation into Vehicle Active Suspension with Electromagnetic Actuator

应用电磁感应的基本原理,设计了一种响应快、出力大和动行程长的车辆主动悬架用作动器.建立了该作动器的集总元件的动力学模型并进行仿真;同时对制作的样机进行了斜坡电压输入和方波电压输入的电磁力测试,测试与仿真结果很好吻合,验证了模型的准确性.最后,结合最优控制理论和矢量控制方法,对包含作动器动力学模型的车辆主动悬架系统进行了正弦路面激励下的仿真分析,结果表明,与被动悬架系统相比,主动悬架系统能明显提高车辆的平顺性.     

汽车主动悬架系统的自适应模糊控制方法

本文提出了一种汽车主动悬架系统的自适应模糊控制方法，该模糊控制方法可以有线自适应调整模糊控制的有关参数。1/4车辆模型作为系统仿真对象，模糊逻辑控制器可以显著发减小车辆的振动及干扰，提高车辆受路面激励时车辆的舒适性。仿真结果清楚地表明该模糊控制方法的有效性。另外，当主动悬架系统模型参数发生变化时该模糊控制器表现出良好的鲁棒性。     

空气悬架车辆ADAMS与MATLAB联合仿真研究

利用虚拟样机技术建立了基于ADAMS/Car模块的空气悬架车辆多体模型,并在MATLAB中设计了主动悬架PID控制器.通过ADAMS的路面编辑器建立了脉冲输入和随机输入两种路面模型,进行了ADAMS与MATLAB联合仿真研究.仿真结果表明,由车辆虚拟样机模型和PID控制策略组成的空气悬架系统有效改善了车辆平顺性.     

车辆悬架多刚体动力学分析及九点控制研究

借助多刚体系统动力学的拉格朗日方法对车辆悬架进行研究分析,建立了基于多刚体系统动力学的主动悬架系统模型,并采用九点控制策略进行理论分析和计算机仿真。仿真结果表明,以多刚体动力学方法同九点控制策略相结合的车辆悬架系统性能良好。     

基于主动自适应悬架系统的道路友好性研究

为了减少车辆轮胎动载荷对道路路面的影响,提高车辆的道路友好性,设计了以主动悬架为控制对象的自适应模糊PID控制系统。该系统将模糊控制与常规PID控制有机融合,利用模糊隶属函数实时对PID控制参数进行调节。建立5自由度主动悬架友好路面仿真模型,以C级路面谱为路面输入信号,道路友好性评价指标采用动载荷系数、动态载荷应力因子及95百分位4次幂和力,对主动自适应悬架系统进行研究。研究结果表明:采用自适应模糊PID控制的主动悬架系统的道路友好性明显优于被动悬架和单一模糊控制的主动悬架;采用模糊PID控制的主动悬架系统可显著降低车辆对路面的动态载荷,提高道路的使用寿命,最终达到提高公路设计的质量和安全性的目的。     

半主动空气悬架模糊控制的仿真研究

对采用模糊控制的汽车半主动空气悬架系统进行了仿真研究。建立了1／4车辆二自由度动力学模型并以其为仿真对象,设计了模糊控制器,以B级路面作为随机输入,进行了计算机仿真分析。仿真结果表明,在采用模糊控制方法后．车辆悬架可以很好地降低簧载质量的垂直加速度,从而使车辆行驶的平顺性和乘坐舒适性得到了提高。     

一种改进的单神经元PID控制策略在主动悬架系统中的应用

为了适应路面激励的非线性特征,提高主动悬架的性能,本文提出了一种单神经元PID和无辨识的PSD调节算法相结合的主动悬架控制策略,利用MATLAB/Simulink建立了一个路面激励、1/4悬架和控制策略相结合的模型并进行了仿真。仿真结果表明与被动悬架相比,主动悬架降低了人体比较敏感4～8Hz频段的车身加速度,提高了车辆的平顺性和舒适性。与单神经元PID控制策略相比,PSD调节算法能够自适应的调节单神经元PID控制策略的增益系数K,在车辆的舒适性和安全性方面都可以更好的提高主动悬架的性能,说明这种主动悬架控制策略的自适应性更强,更具优越性。     

汽车主动悬架的最优控制研究

汽车主动悬架的最优控制研究,首要的问题是建立车辆的1/4主动悬架模型。通过对车辆1/4悬架模型进行数学建模分析,利用最优控制理论求解目标性能函数,并设计最优控制器,利用MATLAB下的模块SIMULINK进行仿真得出性能数据,通过比较得出,运用最优控制的主动悬架的各项性能都比被动悬架提高较多。说明最优控制方法在主动悬架设计中有良好的作用。该设计从数学建模到最优设计以及最后的仿真数值分析具有一定的实际参考价值。     

二分之一车辆悬架系统的动力学仿真研究

建立了二分之一车辆悬架系统的数学模型,应用MATLAB/Simulink建立该系统的仿真模型,对车辆以两种速度分别通过台阶和坡路时悬架各性能指标的响应进行研究,分析不同路面激励、不同速度对悬架性能的影响;提出在悬架设计时应考虑车辆行驶在特殊路面的情况以实现悬架参数最佳匹配,从而使悬架性能达到最优,扩大悬架在更大范围内的适应性和实用性。     

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。     

考虑人体坐姿模型的汽车主动悬架最优控制

根据IS05982:2001 (E)推荐使用的人体坐姿低频振动模型,基于1/4汽车垂向振动模型,建立了车辆-人体振动系统的力学与数学模型.采用最优控制理论,设计了汽车主动悬架线性二次型调节控制器.在Matlab/Simulink环境下分别对被动悬架与主动悬架的性能进行仿真,时域和频域仿真结果对比表明,所建立的车辆-人体振动系统动力学模型能很好地反映人体振动特性,设计的主动悬架线性二次型调节控制器使汽车平顺性得到明显改善.     

含非线性轮胎模型的汽车四轮转向与主动悬架集成控制

在建立汽车四轮转向与主动悬架统一动力学模型的基础上,分别对2个子系统进行控制器的设计研究.在四轮转向控制器的设计方面,提出了修正后的理想参考模型,采取前馈加反馈的跟踪控制策略,在主动悬架的控制器设计中则采用最优控制方法.结合非线性轮胎模型,在MAT-LAB/Simulink环境下对被动系统、四轮转向系统、主动悬架系统以及四轮转向与主动悬架集成控制系统进行了仿真分析.结果表明:集成控制系统除了能改善车辆在转弯过程中的质心侧偏角响应、横摆角速度响应以及在不平路面上的行驶平顺性外,还能有效抑制由不平路面等外界干扰对车辆转向性能带来的影响.     

基于MATLAB/Simulink的车辆悬架建模与仿真

以1/2车辆被动悬架系统为基本模型,构建了一种带"天棚"阻尼的1/2车辆主动悬架系统;推导出基于LQR设计的该系统的动力学方程,应用MATLAB/Simulink软件建立该系统的仿真模型,为其他控制策略提供理想的参考模型;通过与1/2车辆被动悬架系统仿真结果的比较,验证了该控制方法的有效性.     

七自由度悬架模糊控制与仿真

为提高车辆悬架减振性能,兼顾车辆行驶平顺性和操稳性,以某微型轿车为基础建立了简化的七自由度悬架模型,并提出了模糊控制方法。以车身质心加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度、悬架动变形、轮胎动载荷作为评价指标,在Matlab/Simulink环境中以C级白噪声路面作为激励,对模糊控制主动悬架进行仿真。结果表明,模糊控制下的主动悬架各项评价指标均得到明显改善,为主动悬架在车辆上实际应用提供了参考。     

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。     

多自由度双轴车辆模型在波形路面上的动力分析

为了分析车辆以不同速度和不同载质量行驶于不同波长、振幅和坡度的波形路面时,车辆对路面的动载荷作用,根据綦万高速公路路面平整度的实测结果,得到描述波形路面的参数即波长和振幅,编制路面文件,在ADAMS中模拟波形路面,并以现有某红岩重型卡车为研究对象,利用ADAMS多体动力学分析软件建模仿真,建立其车架、悬架和驾驶室等的多体动力学模型,对整车模型进行仿真计算,揭示了车辆动载与路面不平度之间的关系,提出了降低车轮动载荷的方法。     

兼具馈能与主动抗侧倾功能的电控液压悬架系统设计与研究

为解决特种车辆或载重车辆在极端工况下易侧翻的问题,提出了一种兼具馈能与主动抗侧倾功能的电控液压悬架系统。对该悬架系统的主动抗侧倾模式和馈能模式进行了功能原理设计与分析;针对主动抗侧倾模式与馈能模式,构建了电液悬架系统仿真模型;设计了电液悬架系统主动抗侧倾模糊PID控制策略和侧倾力矩分配方案,以及执行机构逻辑门限值控制策略,并基于Matlab/Simulink、TruckSim和AMESim仿真软件,搭建了电液悬架系统主动抗侧倾控制策略联合仿真平台;对装配有电液悬架系统的车辆模型在极限工况下的抗侧倾性能进行仿真分析,并对车辆在随机路面激励输入下的馈能特性进行仿真分析。结果表明,装配该电液悬架的特种车辆具备较强的防侧翻能力,并具有较好的悬架运动能量回收潜力。     

基于层次分析法的主动悬架LQG控制器设计

建立了7自由度主动悬架的动力学模型,并应用最优控制理论设计了车辆主动悬架的LQG控制器;采用层次分析法确定各性能评价指标的加权系数,在Matlab/Simulink环境下建立主动悬架和被动悬架模型并进行仿真。仿真结果表明,通过层次分析法对加权系数的合理选取,主动悬架能够有效地降低车身振动加速度,从而提高乘坐舒适性。     

汽车主动悬架的单神经元自适应控制

在1/4汽车动力学模型的基础上,设计了汽车主动悬架的自适应神经元控制器。以车辆的行驶平顺性为主要控制目标,车身垂直加速度、悬架动挠度、车轮动位移为具体评价参数,研究了系统在随机路面激励条件下的时域响应,计算了振动响应的均方根值,考察了在变参数条件下控制器的鲁棒性。仿真结果表明,该控制器能有效改善车辆的综合性能,尤其是平顺性和舒适性,并且具有较好的鲁棒性,对模型参数的变化有一定的适应性。