磁流变阻尼器驱动的智能车辆悬挂控制及实验

针对由新型的磁流变阻尼器驱动的智能车辆悬挂设计要求,提出了一种基于天棚阻尼律实现不对称阻尼特性的半主动控制方案,能有效地抑制驱动电流的“开-关”冲击特性和磁流变阻尼器滞环特性产生的不良影响.将该控制器与四分之一车辆模型相结合,在变幅度谐波、平滑脉冲和随机信号激励下,对该半主动控制器的性能进行了仿真分析,并通过设计的硬件在环测试系统进行了系统的实验研究.结果验证了所提出的智能车辆悬挂设计能理想地实现车辆驾乘舒适性、与路面可靠接触、悬挂空间等多目标悬挂性能,以及对簧载质量变化的鲁棒特性.     

磁流变阻尼器在工程车辆悬架系统中的应用

为了改善工程车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性,针对工程车辆被动式悬架系统存在阻尼固定、变化范围小的缺点,采用磁流变阻尼器,设计了其模糊控制器,建立工程车辆悬架系统的半主动控制模型,并用白噪声信号模拟路面情况进行仿真分析,结果表明:采用模糊控制的磁流变阻尼器的半主动悬架与被动悬架相比,可以有效地降低振动的加速度峰值,减振效果明显。     

车辆半主动悬架负刚度控制策略研究

通过分析车辆悬架弹簧静挠度和动挠度的功能特性,得到了悬架弹簧的理想刚度特性.这一理想工作特性可以通过在普通弹性元件的平衡点并联具有负刚度特性的元件实现,由此提出了车辆悬架的负刚度控制策略.通过数值仿真,对比分析了悬架负刚度半主动控制策略、天棚阻尼半主动控制策略、理想天棚阻尼控制策略的控制效果.对磁流变液减振器负刚度特性的分析表明,其可以作为具有负刚度特性的半主动作动器使用.讨论了在基于磁流变液减振器的半主动悬架中负刚度控制策略的技术实现方法,通过仿真和实验对负刚度控制策略和天棚阻尼控制策略进行了对比分析,结果表明,负刚度半主动控制能更好的抑制振动对车身加速度和轮胎动位移的影响.     

半主动悬架系统滑模控制动力学仿真研究

建立1/4半主动悬架系统模型,采用天棚阻尼悬架系统模型作为参考模型,基于滑模变结构控制策略,设计滑模控制器。运用Matlab/Simulink进行动力学仿真分析,研究系统在随机路面激励下的车身垂直加速度、悬架动挠度的性能变化。仿真结果表明,该滑模控制器性能稳定,能有效控制、改善悬架系统各性能参数。     

基于滑模控制的半主动悬架系统仿真分析

建立1/4车2自由度半主动悬架系统动力学模型,并根据滑模变结构方法设计了车辆半主动悬架滑模控制器。控制器将天棚阻尼系统作为参考模型,把半主动悬架和参考模型间的广义误差动力学引入渐进稳定的滑模动态中,使用等速趋近率改善运动段的动态品质。仿真结果表明,滑模控制器的性能稳定,能有效地提高车辆行驶的平顺性和行驶的安全性。     

基于CarSim-Simulink联合仿真的整车半主动悬架模糊控制仿真研究

基于CarSim建立了整车多体动力学模型,通过汽车平顺性随机输入行驶试验方法,研究了在随机路面激励下半主动悬架对整车各姿态的影响.针对各悬架阻尼系统,运用Simulink设计了模糊控制器,有效调整悬架阻尼.通过CarSim-Simulink联合仿真提高了仿真精度和效率.仿真结果表明:在整车环境下,设计的模糊控制器能改善汽车平顺性并改善车轮的垂直载荷和有效抑制车辆俯仰和侧倾运动.     

基于粒子群优化的半整车半主动模糊PI 控制悬架研究

针对不同路况下车辆悬架力学性能复杂多变的问题,利用数值分析方法研究半整车半主动悬架的性能特征。根据半整车半主动悬架的力学原理,建立半整车半主动动力学数学模型;利用2个模糊PI控制器分别控制车辆的前后轮,得到模糊PI控制悬架系统;利用粒子群算法对模糊PI控制悬架系统进行优化,得到不同悬架的车身质心加速度、车身俯仰角加速度、前后轮变形量与前后悬架动挠度性能参数的变化规律与均方根值,并分析悬架性能参数对车辆性能的影响以及各性能参数之间的内在联系。对2种PI控制悬架的可靠性进行研究,结果表明:2种PI控制悬架性能与被动悬架相比,均有很大改善,且利用粒子群优化后的模糊PI控制悬架的综合性能最好;当车辆在不同的路面行驶时,2种PI控制悬架均具有较好的可靠性。     

汽车磁流变减振器建模及其侧倾稳定性控制策略

首先建立了磁流变减振器外特性模型,以此为基础,提出了一种改进的天棚阻尼控制算法,实现了基于磁流变减振器的阻尼力主动控制,达到了控制车辆侧倾的目的。进行了CarSim和Matlab/Simulink联合仿真验证。仿真结果表明,所建立的磁流变减振器模型可以用于车辆悬架的控制研究,改进的天棚阻尼控制算法可以实现车辆的侧倾稳定性控制。     

汽车磁流变半主动悬架的模糊PID控制研究

为了解决传统的被动悬架阻尼参数不可调节,汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性难以改善的问题.提出使用磁流变阻尼器代替被动阻尼器,通过将磁流变阻尼器基于BP神经网络的逆向模型与模糊PID控制器形成闭环反馈来实现对汽车悬架的半主动控制.通过仿真实验和数据分析得到,基于磁流变阻尼器的模糊PID控制的半主动悬架系统的车身垂直加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的均方根植明显比被动悬架的均方根值小.结果表明:该方法可以有效地提高汽车的乘坐舒适性和操作稳定性,改善悬架系统的性能.     

基于联合仿真的半主动悬架车辆平顺性

为减少车辆悬架系统开发周期和成本,利用SIMPACK软件建立了车辆1／4悬架多体动力学模型,基于天棚控制策略设计了半主动悬架控制器,并通过MATLAB／SIMULINK编写了控制算法对其进行联合仿真．将采用半主动悬架系统得到的仿真结果与采用被动悬架系统得到的仿真结果进行了对比,车身垂直加速度均方根值减少了30．2％．结果表明,基于天棚控制的半主动悬架可以有效衰减车身的振动,改善车辆的行驶平顺性,从而为车辆动力学系统的仿真分析提供了一种有效方法．     

不对称磁流液阻尼器在汽车减振中的半主动控制

根据作者新近提出的一种通用不对称滞环特性模型,本文对磁流液(MR)阻尼器在汽车减振应用进行了半主动控制研究．将所提出的MR阻尼器不对称滞环模型应用在二自由度“四分之一”汽车模型．并用“空挂”控制律来实现对MR阻尼器阻尼力的自动调节．仿真结果验证了阻尼力不对称性和滞环特性对汽车悬挂性能的影响．且表明所设计的半主动非线性控制器的复杂性大大减化．并达到理想的汽车悬挂减振性能．     

Fuzzy Logic Control for Semi-Active Suspension System of Tracked Vehicle

The model of half a tracked vehicle semi-active suspension is established. The fuzzy logic controller of the semi-active suspension system is constructed. The acceleration of driver‘s seat and its time derivative are used as the inputs of the fuzzy logic controller, and the fuzzy logic controller output determines the semi-active suspen-sion controllable damping force. The fuzzy logic controller is to minimize the mean square root of acceleration of the driver‘s seat. The control forces of controllable dampers behind the first road wheel are obtained by time delay, and the delay times are determined by the vehicle speed and axles distances. The simulation results show that this control method can decrease the acceleration of driver‘s seat and the suspension travel of the first road wheel,the ride quality is improved obviously.     

IPSO—BP算法在半主动悬架控制中的应用

为了改善半主动悬架的性能,提出采用改进的粒子群优化(improved particle swarm optimization,IPSO)-向后传播(back propagation,BP)算法作为半主动悬架自适应控制,该算法将标准粒子群算法进行改进,用以改善粒子群全局收敛性和收敛速度,并将改进后的IPSO算法作为BP神经网络的学习算法,用于半主动悬架的自适应控制.自适应控制器采用了双神经网络单元结构,一个作为输入端的控制器,根据路面输入调节半主动悬架阻尼值,另一个作为半主动悬架的辨识器,并进行在线识别.通过该控制器进行半主动悬架自适应控制数值仿真,结果表明,基于该算法的控制器明显改善了汽车的舒适性和平顺性,使得车身的垂向加速度比粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)-BP半主动悬架的降低了21.73%,提高了汽车悬架的性能.     

A new semi-active suspension control strategy through mixed H2/H∞ robust technique

A new semi-active suspension control strategy through mixed H2/H∞ robust technique was developed due to its flexibility and robustness to model uncertainties.A full car model with seven degrees of freedom was established to demonstrate the effectiveness of the new control approach.Magneto-rheological(MR) dampers were designed,manufactured and characterized as available semi-active actuators in the developed semi-active suspension system.The four independent mixed H2/H∞ controllers were devised in order to p...     

Observer-based hybrid control algorithm for semi-active suspension systems

In order to improve ride comfort and handling performance of the vehicle, an adaptive hybrid control algorithm is proposed for semi-active suspension systems. The virtues of sky-hook is combined with ground-hook control strategies and a more suitable compromise for the suspension systems is chosen. The hybrid coefficient is tuned according to the longitudinal and lateral acceleration so as to improve the vehicle stability especially in high speed conditions. Damping continuous adjustable absorber is used to continuously control the damping force so as to eliminate the damping force jerk instead of traditional on-off control policy. Based on suspension stroke measured by sensors, unscented Kalman filter is designed to estimate the suspension states in real-time for the realization of hybrid control, which improves the robustness of the control strategy and is adaptive to different types of road profiles. Finally, the proposed control algorithm is validated under the following two typical road profiles: half-sine speed bump road and the random road. The simulation results indicate that the hybrid control algorithm could offer a good coordination between ride comfort and handling of the vehicle.     

基于电液比例阀减振器半主动悬架系统的研究

为提高汽车的平顺性和操纵稳定性,设计了以电液比例阀半主动减振器为控制对象,采用自适应神经网络控制方法的半主动悬架系统。在对电液比例阀减振器阻尼力变化规律进行分析的基础上,建立了基于电液比例阀减振器的半主动悬架模型,采用神经网络自适应控制方法对模型进行了研究。路面输入采用积分白噪声模拟B级路面谱,以簧载质量垂向加速度、悬架动行程以及轮胎动载荷作为评价指标。利用Matlab/Simulink工具箱进行仿真,结果表明,设计的半主动悬架与被动悬架相比,其平顺性与稳定性均得到了良好的改善。     

基于磁流变减振器汽车半主动悬架的最优控制仿真

建立了二自由度1/4汽车半主动悬架模型,在线性最优化理论的基础上设计出磁流变减振器半主动悬架的最优控制器,并在MATLAB/SIMULINK环境下进行仿真,结果表明采用最优控制器的流变减振器半主动悬架有效地改善了汽车行驶平顺性和乘坐舒适性。     

基于模糊PID控制器的麦弗逊悬架联合仿真研究

通过实验测出磁流变阻尼器在不同电流作用下的力与速度关系的阻尼系数特征数据,并将所得阻尼数据导入麦弗逊悬架多体动力学模型;计算簧载质量速度及其变化率作为主动悬架控制的输出量;半主动悬架采用模糊PID复合控制器,用模糊控制策略对PID控制器在给定的参数范围内进行在线实时调整;在MATLAB中搭建悬架系统联合仿真模型。仿真计算结果表明:在各不同车速阶段,采用模糊PID复合控制器均对改善悬架的总体性能有明显作用;且车身垂直加速度、悬架动行程及车轮侧向滑移量在低频阶段改善突出,提升了整车在不同车速范围内的乘坐舒适性与操作稳定性。