电动静液压主动悬架的内模-Smith时滞补偿控制

提出一种内模-Smith时滞补偿控制方法进行电动静液压主动悬架的时滞控制。对电动静液压作动器(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA)进行了响应特性试验,采用一维线性插值方法对试验数据进行了模型拟合,并得到了含纯时滞的作动器简化模型。针对作动器的惯性响应设计了内模控制器,利用一阶泰勒表达式转化成了PID控制器形式;将作动器的纯时滞视为理想主动力的时滞,设计了Smith时滞补偿控制器。搭建了EHA主动悬架的内模-Smith时滞补偿控制仿真模型,并进行了仿真分析。结果表明,内模-Smith时滞补偿控制能使作动器输出的主动力在时间上得到较好的控制,明显改善了主动悬架的动态性能。     

磁流变减振器半主动悬架的系统时滞

时滞导致磁流变减振器可控阻尼力的不同步,降低了车辆半主动悬架的性能及其稳定性,因此时滞问题是近年来半主动悬架的研究热点之一。基于RD-1005-3磁流变减振器的响应特性,在半主动悬架临界时滞理论分析的基础上,建立含有时滞的磁流变半主动悬架的数学模型与传递函数,分析时滞对悬架幅频特性的影响;通过对临界时滞数值解的分析,为磁流变半主动悬架控制系统的时滞研究提供理论依据。在模糊控制策略的基础上,运用Smith预估补偿控制对系统进行时滞补偿,并在Matlab中进行仿真分析。对搭建的单质量磁流变半主动悬架系统进行台架试验,仿真和试验数据均表明进行时滞补偿的系统很好地改善了悬架性能。     

电动静液压主动悬架自适应Smith反馈时滞控制

为了提高电动静液压（electro hydrostatic actuator,简称EHA）主动悬架在时变时滞下的减振效果,提出了一种自适应Smith反馈时滞控制策略。首先,建立了含时滞的EHA主动悬架模型,根据时滞微分方程理论得到可控阻尼与临界时滞的关系,分析了临界时滞下时滞对悬架系统动态特性的影响;其次,以遗传算法优化得到的最优时滞反馈系数及时滞量为补偿参考,采用自适应Smith反馈时滞控制对时滞主动力进行补偿;最后,仿真分析了自适应Smith反馈时滞控制策略下悬架的动态特性,开展了EHA主动悬架时滞控制台架试验。结果表明：自适应Smith反馈时滞控制下的悬架动态特性得到改善,有效降低了时滞对EHA主动悬架的影响。     

基于模糊控制磁流变车辆半主动悬架的时滞研究

时滞导致磁流变减振器可控阻尼力的不同步实施,因而降低了车辆半主动悬架的性能与稳定性.基于半主动悬架临界时滞理论的分析,建立了含有时滞的磁流变半主动悬架的数学模型与含有时滞的悬架传递函数,为其控制系统的时滞研究提供了理论依据;并在模糊控制策略的基础上,对控制系统进行时滞补偿.研究表明进行时滞补偿的系统改善了悬架性能.     

磁流变半主动悬架时滞的LQG-Pade逼近合拍控制

为降低时滞对磁流变半主动悬架工作效果的负面影响,提出一种有别于常规控制量预测时滞补偿的LQG-Pade逼近合拍(LQG-Pade approximation rhythmic,LQGPAR)时滞控制方法。首先,建立考虑时滞的1/4车2自由度的磁流变半主动悬架模型,并基于此模型设计LQG控制器求得理想主动力信号。其次,通过对理想主动力信号进行Pade逼近操作获取考虑时滞的滞后主动力信号,并根据该信号和悬架相对运动速度求取磁流变减振器的控制电流,进而使磁流变减振器的实际响应和悬架相对运动速度合拍。最后,以无时滞控制措施的LQG(无措施LQG)控制器、理想LQG控制器(无时滞)、史密斯预估-LQG(Smith Predictor-LQG,SPLQG)时滞补偿控制器及被动悬架为比较对象,进行悬架性能对比与分析。结果显示:时滞对悬架系统高频振动影响比较明显,尤其是对振动能量集中在高频段内的车轮动载荷的影响最为明显,时滞越大,悬架系统高频振动的抑制效果越差,其中无措施LQG控制器所受影响最为明显;与被动悬架相比,时滞分别为25ms和30ms时,SPLQG控制器能使悬架综合性能分别改善18.69%和8.75%,而LQGPAR控制器可使悬架综合性能分别改善32.24%及29.28%。     

能量可再生的新型汽车半主动悬架系统研究

介绍了一种采用功率电传方式的作动器,提出了基于EHA的可能量再生的新型汽车半主动悬架样机结构。同时,建立了1/4汽车半主动悬架动力学模型,设计了用于EHA半主动悬架系统的模糊控制器和天棚控制算法,并进行了仿真试验研究。结果表明,基于EHA的半主动悬架采用模糊控制方法能够兼顾不同频率路面以及有效降低车体加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷,从而提高了汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。     

基于AMESim的馈能式半主动悬架仿真研究

提出了一种基于EHA的车辆馈能式半主动悬架结构,并针对车辆在振动较小的状态下电能无法得到有效回收的问题,引入了Boost升波斩压电路对馈能电压进行泵升。在AMESim软件中建立了1/4车辆EHA半主动悬架模型。同时,在MATLAB/Simulink中设计了半主动悬架LQG最优线性二次控制器以及Boost电路仿真模型。利用AMESim与MATLAB/Simulink软件,对EHA半主动悬架能量回馈特性以及车辆行驶平顺性进行了联合仿真研究。结果表明,在LQG控制下EHA半主动悬架有效地降低了车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷,从而提高了车辆的乘坐舒适性与行驶安全性;同时在Boost电路泵升作用下,馈能电压得到了有效回收。     

电动静液压主动悬架双滑模控制研究

为了抑制电动静液压作动器（EHA）主动悬架作动器输出主动力的脉动,改善车辆的动态性能,提出了一种EHA主动悬架双滑模控制策略。建立了EHA主动悬架动力学模型,设计了基于模型参考的外环滑模控制器和电机内环滑模控制器,仿真分析了不同路面激励下该悬架的输出主动力特性和车辆动态特性,并开展了台架试验测试。结果表明,双滑模控制策略能够抑制电机输出主动力所产生的脉动,使实际输出主动力有效跟踪理想主动力,提高了EHA主动悬架的动态特性。     

车辆电动静液压主动悬架内模PID控制研究

为了降低响应时间对基于电动静液压作动器(Electro Hydrostatic Actuator,EHA)的主动悬架动态性能的影响,设计了EHA主动悬架的内模PID控制器。建立了EHA作动器的动态数学模型,在对作动器高阶模型进行一阶简化的基础上,设计了内模控制器;通过对该控制器进行泰勒级数一阶展开,导出了PID控制器的参数表达式,并整定了PID参数。搭建了EHA主动悬架的内模PID控制仿真模型,并进行了仿真分析。结果表明,内模PID控制能使EHA作动器输出的主动力在响应时间上得到较好的控制,明显改善了主动悬架的动态性能。     

半主动悬架EHA阻尼器控制器设计

悬架是汽车的重要组成部分,对汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性有很大影响。在分析目前国内外汽车半主动悬架的基础上,提出基于电液作动器EHA(electro-hydrostatic actuator)的半主动悬架阻尼可调控制器原理,并进行了该控制器的设计。     

含时滞半主动悬架及其控制系统

建立了含时滞的半主动悬架的数学模型,提出了含时滞的半主动悬架临界时滞求取的理论分析及计算方法, 并设计了可调阻尼减振器及半主动悬架控制系统。在仿真计算基础上,进行了半主动悬架系统1／4模型台架试验, 分析了时滞对半主动悬架及其控制动态特性的影响,计算和试验结果基本吻合,为半主动悬架系统失稳机理及稳定性控制研究奠定了基础。     

半主动悬架及其控制系统的时滞控制研究

在建立具有时滞的半主动悬架数学模型的基础上,提出了含时滞的半主动悬架临界时滞求取的理论分析及计算方法,得出了临界时滞与基值阻尼、可控阻尼之间的关系,为半主动悬架及其控制系统时滞控制提供依据.在数值仿真的基础上,开发了以C8051F005单片机为主控件的含时滞半主动悬架模糊控制系统,并进行了台架试验.结果表明,设计的含时滞半主动悬架控制器很好地解决了半主动悬架控制中的"不合拍"现象,为半主动悬架的实际应用奠定了基础.     

基于变论域模糊控制的车辆半主动悬架控制方法

针对车辆半主动悬架系统,提出了一种基于变论域模糊PID控制方法,目标是提高车辆在随机路面激励作用下的平顺性。通过将变论域方法与模糊PID控制器相结合来解决模糊PID存在的因模糊规则制定盲目性而产生的在线调节时间过长等问题。由仿真和实验研究对比可知,变论域模糊PID控制下的半主动悬架系统中的车身垂直振动速度和加速度比常规PID控制下的车身垂直振动速度和加速度分别减小了46.56%和29.21%,相比被动悬架系统的车身垂直振动速度和加速度分别减小了58.05%和49.74%。使用该车辆半主动悬架模糊控制方法可提高车辆的平顺性。     

基于多项式判别理论时滞半主动悬架稳定性研究

基于多项式判别理论研究车辆时滞半主动悬架系统失稳机理，得出了悬架系统的失稳条件及其失稳临界时滞，为半主动悬架系统时滞控制研究提供了依据。应用数值仿真的方法分析时滞对悬架系统稳定性的影响，并在自行研制的1：1物理模型半主动悬架试验系统上进行了台架试验。结果表明，基于多项式理论研究时滞半主动悬架稳定性的方法简单，得出的稳定性条件可靠，为半主动悬架及其控制系统设计和分析奠定了基础。     

馈能磁流变半主动悬架模糊滑模控制

为优化悬架减振性能和馈能性能,提出了一种馈能磁流变减振器结构,并设计了相应的半主动悬架模糊滑模控制策略。建立了磁流变减振器力学模型和馈能模型,以及相应的二自由度半主动悬架系统数学模型。针对半主动悬架系统的不确定性,基于混合天地棚阻尼控制系统,设计了滑模变结构控制器。使用饱和函数缓解系统抖振,并运用模糊控制优化滑模控制器。用谐波叠加法生成路面激励输入,分别对被动悬架、基于混合天地棚阻尼控制的半主动悬架以及基于模糊滑模控制的半主动悬架进行对比仿真。结果表明:基于模糊滑模控制的半主动悬架减振性能更好,能耗更小,且有良好的馈能性能,验证了馈能磁流变减振器结构的可行性和模糊滑模控制策略的有效性。     

整车半主动悬架模糊控制研究

为了提高半主动悬架的控制效果,设计了节流口可调式阻尼减振器,根据汽车系统动力学原理建立了半主动悬架整车模型,采用Mamdani模糊控制策略,设计了基于可调阻尼减振器的汽车半主动悬架双模糊控制器,并以某微型轿车为例在Matlab/Simulink环境下进行了阶跃激励仿真试验和随机路面激励仿真试验.仿真结果表明,采用所提出的模糊控制策略改善了汽车的行驶平顺性和乘坐舒适性,同时还降低了悬架被击穿的可能,提高了轮胎的接地性.     

时滞半主动悬架大系统递阶控制研究

建立了含时滞半主动悬架整车数学模型,解决了传统半主动悬架整车模型无法考虑时滞的难题;设计了模糊神经网络自适应子控制策略及大系统递阶协调控制策略,开发了以ARM单片机为核心元件的半主动悬架控制器。在仿真的基础上进行了实车道路试验,结果表明,模糊神经网络自适应子系统控制器改善了车辆的局部性能,递阶控制协调了车辆的整体性能,调整了车辆行驶姿态,二者联合控制,提高了半主动悬架控制的有效性、实时性,协调了车辆安全性与平顺性之间的矛盾。研究结果为整车半主动悬架系统时滞及其控制研究提供了新的方法。     

车辆电动静液压主动悬架系统的设计与试验研究

采用模糊PID控制策略,在对1/4车辆模型性能仿真的基础上,设计了以DSPIC30F6010为主控制器件的电动静液压EHA(Electro-Hydrostatic Actuator)主动悬架模糊PID控制系统,研制了EHA车辆主动悬架样机及试验台架.建立了EHA作动力与PWM占空比之间的非线性关系曲线.台架试验结果表明,所设计的模糊PID控制器能较好实现系统控制,控制方法有效,可以显著减小车辆振动及干扰,提高了车辆的平顺和稳定性.