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.     

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。     

基于阻尼力调节的汽车悬架振动性能的研究

提出一种基于减振器阻尼力调节的汽车悬架振动系统.该系统根据悬架系统在路面随机激励作用下的非线性动力特性,应用机械动力学、自动控制理论和微机控制技术, 对减振器阻尼力进行有效的在线控制,改进传统悬架控制方式,设计出半主动微机控制悬架系统,从而保证汽车行驶的平顺性和安全性.     

基于模糊PID控制的半主动空气悬架系统研究

以空气悬架系统为研究对象,建立了半主动空气悬架的1/4车辆模型及白噪声的路面激励模型,将模糊控制理论和PID控制方法结合起来设计模糊PID控制器,并利用Simulink对建立的动力学模型进行平顺性仿真分析。从最终的结果可以得到结论:与传统PID控制的空气悬架相比,模糊PID控制的半主动空气悬架能更好地提高车辆的行驶平顺性。     

基于对角递归神经网络的汽车主动悬架控制

为了提高电动汽车行驶平顺性及操纵稳定性,针对电动汽车悬架进行振动分析,建立了七自由度汽车电动主动悬架模型,设计四轮全驱电动汽车电动主动悬架结构及其控制系统.重点针对电动汽车主动悬架特点设计对角递归神经网络(DRNN)控制器,选取车身垂向加速度、悬架动行程和轮胎动行程作为神经网络控制器输入,采用梯度下降法对神经网络权值进行在线调整.仿真结果表明,具有DRNN控制器的电动主动悬架控制效果较PID控制主动悬架和被动悬架有显著提高,有效改善了汽车行驶平顺性及操纵稳定性,也说明所设计的控制策略在电动汽车电动主动悬架控制方面的有效性.     

汽车主动悬架H2/H∞多目标优化控制

为协调主动悬架各项相互冲突的性能,采用基于H₂/H_∞混合控制进行约束优化,解决半车电液主动悬架系统多目标优化控制问题。选择路面扰动到悬架质量垂直加速度和俯仰角加速的闭环传递函数的H₂范数为平顺性指标,路面扰动到悬架动行程、主动控制力和轮胎动位移的闭环传递函数的H_∞范数为操纵稳定性指标,选择合理的γ₁值,最终求出全状态最优控制律。仿真中假设平整路面上有一个包块,作为路面扰动脉冲输入,将该控制方案与半车被动悬架的时域仿真结果进行对比。结果表明该方案较好地解决了舒适性与操纵稳定性指标之间的矛盾。     

车辆半主动悬架粒子群最优控制策略研究

针对半主动悬架控制系统所涉及的关健技术,本文采用多体动力学软件ADAMS,建立车辆多体动力学模型,构建最优控制器,根据最优控制器中目标函数的加权系数对悬架控制力的影响,用粒子群算法计算出不同等级路面最优控制器所需的最优加权系数,并通过ADAMS/MATLAB联合仿真,让车辆依次通过A～C级路面,观察汽车平顺性和操纵稳定性性能指标的变化,试验结果表明,粒子群最优控制在不同路面输入激励下均能取得较好的控制效果,其控制结果明显优于传统最优控制策略,能有效地提高半主动悬架系统的减振性能,并兼顾车辆的平顺性和操纵稳定性。     

半主动空气悬架的参数自调整模糊控制仿真

针对半主动空气悬架系统进行了自调整模糊控制算法的仿真研究。以某空气悬架大客车1/4车辆模型为仿真对象,设计了参数自调整的模糊控制器,并以B级路面为随机输入,以平顺性为评价指标,对模型进行了计算机仿真。结果表明,在引入参数自调整模糊控制方法后,车辆的行驶平顺性得到了改善。此外,当汽车行驶工况变化时,该控制器仍表现出良好的控制效果。     

电流变客车减振器的力学分析与最优控制

在减振器中采用电流变液,通过控制电场实时响应路面激励,提高客车对振动响应的智能性。基于车辆1/4动力学模型的分析表明,在0～25 Hz路面激励下,车身加速度、相对动载、悬架动挠度的共振响应峰值分别减小52.9%、52.6%、60.0%。线性二次型最优控制理论的仿真结果表明,主动悬架系统的车身振动加速度减小0.37 m/s2,悬架动挠度值减小4.3 mm,轮胎变形量基本不变(仅约0.1 mm),实现了良好的减振性能,从而提高了行驶平顺性、被动悬架系统稳定性。不同路面状况下所需的场强幅值为3.5 kV/mm、能耗约为225 W,为配套电源的设计提供了依据。     

基于比例阀的车辆液压主动悬架系统的设计与仿真

以高性能电液比例阀为作动器,设计了车辆主动悬架系统。基于主动悬架车辆1／4动力学模型,采用PID控制器,利用Matlab软件建立了主动悬架汽车动力学仿真模型,并用某车型数据进行了动力学分析和仿真。仿真结果表明,比例控制技术应用于主动悬架控制是可行的。     

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。     

基于转向稳定性的汽车悬架协调优化

基于试验研究建立了某款车用磁流变阻尼器的数学模型。利用多体动力学仿真软件SIMPACK建立了某款乘用客车整车多体动力学模型和虚拟仿真环境。针对半主动悬架系统和转向系统对汽车操纵稳定性的影响,提出了一种PID神经网络协调控制器,并在Matlab环境中定义了半主动悬架协调控制器与整车多体动力学模型的数据交换接口,实现了汽车半主动悬架和转向系统的协调控制。仿真结果表明:PID神经网络协调控制策略可以抑制由悬架传递的振动,调节汽车转向时车身的横摆及侧倾运动,有效地解决了汽车悬架设计中操纵稳定性与行驶平顺性之间的矛盾。     

汽车磁流变减振器多项式模型的研究

将优化后的磁流变减振器放在MTS849减振器试验台上进行试验,在不同的减振器活塞运动速度下,改变通电电流,测试磁流变减振器的示功图和速度特性。利用试验数据,进行多项式拟合,精确的建立了该减振器的阻尼力模型,便于对其半主动悬架实施实时控制。     

考虑时滞的磁流变半主动悬架控制

为改善车辆的舒适性,对考虑时滞的磁流变半主动悬架控制进行研究。首先根据鲁棒控制理论设计出能够获得悬架期望控制力的H_∞控制律,然后建立能够反映期望控制力与控制电压关系的逆模型,实现主动控制到半主动控制转变。在控制策略中,针对控制系统存在的时滞问题,分别设计时滞独立和时滞依赖两个稳定性条件下的控制律;针对磁流变阻尼器难以建立解析形式的逆模型问题,采用BP神经网络建立期望控制力与控制电压关系。最后,开展半主动悬架控制性能验证。结果表明:时滞独立条件下悬架控制性能较保守,但稳定性高;时滞依赖条件下悬架控制性能优于时滞独立条件,但时滞边界对控制性能影响较大。     

磁流变阻尼器的神经网络建模及应用

对非线性的磁流变阻尼器进行建模,建立单个磁流变阻尼器的神经网络正模型和神经网络逆模型,设计了两种四磁流变阻尼器的神经网络逆模型,通过两层控制策略将它们应用于汽车半主动悬架控制.结果表明:第1种神经网络逆模型对簧载质量的垂直加速度、俯仰角加速度和侧倾角加速度具有较好的控制效果,可有效改善车辆的行驶平顺性和操纵稳定性;第2种神经网络逆模型还有待改善.     

Electrorheological Damper and Its Application for Semi Active Suspension System

A semi-active control of vehicle suspension system with electrorheological (ER) damper is presented. ER fluid characteristics are introduced based on the Bingham plasticity model first. Then ER damper working force is given. Finally a quarter car model with ER damper is constructed. The skyhook control strategy is adopted to simulate the amplitude-frequency characteristics and the vibration of suspension system under random road excitation on the basis of ER damper characteristics. The response curves of the vertical acceleration, the suspension dynamic working space and the tyre dynamic loading are obtained. Simulation results show that the acceleration is reduced effectively and then the ride comfort is improved by the skyhook control law.     

Fuzzy Control of Semi-Active Suspension Based on 7-DOF Tracked Vehicle

On the basis of analyzing the system constitution of tracked vehicle semi-active suspension,which consists of electrorheological(ER) damper and shape memory alloy(SMA) spring,a seven degree of freedom(7-DOF) dynamic model is established.The change of the elasticity of SMA spring and the characteristics of the ER shock absorber are studied.In addition,the study about fuzzy control logic is also carried out.Simulation of a C grade road under random excitations and definite disturbances is performed.Simulation result shows the fuzzy control strategy,which is used in the control of semi-active suspension system with ER damper and SMA springs,is effective,stable and reliable.     

Fuzzy Control of Semi-Active Suspension Based on 7-DOF Tracked Vehicle

On the basis of analyzing the system constitution of tracked vehicle semi-active suspension, which consists of electrorheological (ER) damper and shape memory alloy (SMA) spring, a seven degree of freedom (7-DOF) dynamic model is established. The change of the elasticity of SMA spring and the characteristics of the ER shock absorber are studied. In addition, the study about fuzzy control logic is also carried out. Simulation of a C grade road under random excitations and definite disturbances is performed. Simulation result shows the fuzzy control strategy, which is used in the control of semi-active suspension system with ER damper and SMA springs, is effective, stable and reliable.