车辆座椅悬架自适应模糊PID控制及仿真

为提高车辆座椅悬架减振性能,建立了简化的三自由度车辆座椅悬架模型,结合模糊控制与PID控制理论提出了座椅悬架自适应模糊PID控制方法。该方法中以座椅垂直振动速度的误差为控制参量设计了PID控制器,将座椅垂直振动速度误差及误差变化率作为模糊控制器的输入变量,利用模糊控制规则对PID控制器参数进行在线自调整。以C级路面白噪声随机信号为输入,利用MATLAB/Simulink对自适应模糊PID控制器进行了仿真。结果表明:相对于不加控制和PID控制的座椅悬架系统,自适应模糊PID控制方法可以明显改善座椅质心处的垂直振动加速度。     

车辆悬架振动控制系统研究的进展

阐述了车辆悬架振动控制系统的基本类型半主动控制和主动控制的理论模型以及几种典型的液力主动控制系统。在综 现有的各种悬架控制方法基础上，着重论述了模糊控制，神经网络控制，模糊神经网络控制等方法在车辆悬架控制系统中的应用。     

半主动油气悬架PID闭环控制研究

以半主动油气悬架1/4车辆模型为研究对象,提出了基于模糊的半主动油气悬架PID闭环控制系统。以上车振动速度和加速度为模糊控制器的控制变量,悬架的最优控制力为模糊控制器的控制输出,以悬架上、下车的振动位移和速度为PID闭环反馈,通过理论计算得到系统中连续可调阻尼阀产生的实时阻尼力,从而实现对油气悬架的PID闭环控制。结果表明基于模糊的半主动油气悬架PID闭环控制系统在车辆行驶平顺性和稳定性方面与被动油气悬架和采用模糊控制的半主动油气悬架相比具有较好的综合控制性能。     

汽车磁流变悬架垂直振动控制与试验研究

在对整车振动系统进行分解和简化的基础上,提出一种分级智能控制系统,设计了用仿人智能思想来在线修改模糊控制器参数的1/4车磁流变悬架振动模糊自适应局部控制器,设计了整车悬架垂直振动的协调控制规则用于调整4个局部控制器的输出值.在MATLAB平台上对分级控制系统进行仿真,构建了磁流变悬架系统垂直振动的整车测控与评价系统,在不同条件下进行了道路试验.相对于被动悬架,分级控制的磁流变悬架使汽车底板振动加速度下降了约15%,使座椅振动加速度下降了约23%,表明用分级控制来减小磁流变悬架系统的垂直振动是可行的,可降低因模型的简化带来的影响,提高汽车的平顺性.     

采用磁流变阻尼器的人体座椅悬架系统模糊ANFIS-PID复合控制技术研究

对座椅悬架用单出杆式磁流变阻尼器进行阻尼特性试验,并借助MATLAB多项式拟合工具箱对改进多项式模型中未知参数进行辨识。分析人体振动特性,建立五自由度人体座椅悬架模型。综合模糊控制器与自适应模糊神经推理系统(Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System,ANFIS)整定PID控制器的优点,提出一种模糊ANFIS-PID复合控制策略。采用正弦信号作为外界激励,分别对被动悬架、传统模糊控制、ANFIS-PID控制及模糊ANFIS-PID复合控制人体座椅悬架系统进行仿真分析。结果表明,辨识得出的参数和建立的改进多项式模型均可满足后续仿真要求;采用模糊ANFIS-PID复合控制策略的隔振效果明显优于传统模糊控制及ANFIS-PID控制,能有效改善人体座椅悬架系统的行驶平顺性及驾乘人员乘坐舒适性。     

汽车座椅悬架振动的模糊控制研究

建立了车辆座椅悬架系统和路面输入模型,应用模糊控制理论,对车辆座椅半主动悬架模糊控制器进行设计,并在Matlab/Simulink环境下对此模糊控制器进行了仿真,将它与被动悬架以及用模糊控制器控制的半主动悬架做了比较及性能分析.仿真结果证明,相对于其他两种悬架来说,具有模糊控制器作用的半主动悬架在改善座椅悬架振动加速度、速度和乘坐舒适性方面有明显效果.     

采用PD控制的变质量座椅悬架主动控制研究

针对座椅悬架负载质量的变化而产生的系统非线性,以及对座椅振动的有效控制等问题,提出了一种基于比例-微分(Proportional-Derivative, PD)控制的变质量座椅悬架主动控制系统。该控制系统建立在几个不同的控制器基础上,主控制器用于评估应在悬架系统中产生所需主动力的实际值,次级控制器用于计算信号的瞬时值,该信号通过其反向模型控制有源元件。建立主动座椅悬架系统模型,对主动座椅悬架控制系统进行设计。对不同负载质量的座椅悬架系统的鲁棒性进行仿真验证,对控制器参数进行优化设计,实现了主动座椅悬架自适应质量识别的精细控制。对优化设计结果进行对比验证,结果表明,质量变化对主动座椅悬架系统的动态性能影响显著降低。在100 kg质量负载时,EM3、EM5和EM6激励信号下,主动系统的座椅有效幅值传递率(Seat Effective Amplitude Transmissibility, SEAT)因子分别降低了49.81%、20.96%和29.85%,同时悬架行程分别降低了4.76%、33.87%和18.18%。所建立的主动控制系统显著提高了座椅悬架的性能,对变化负载质量具有更好的鲁棒性...     

汽车磁流变悬架垂直振动控制与试验研究

在对整车振动系统进行分解和简化的基础上,提出一种分级智能控制系统,设计了用仿人智能思想来在线修改模糊控制器参数的1/4车磁流变悬架振动模糊自适应局部控制器,设计了整车悬架垂直振动的协调控制规则用于调整4个局部控制器的输出值。在MATLAB平台上对分级控制系统进行仿真,构建了磁流变悬架系统垂直振动的整车测控与评价系统,在不同条件下进行了道路试验。相对于被动悬架,分级控制的磁流变悬架使汽车底板振动加速度下降了约15％,使座椅振动加速度下降了约23％,表明用分级控制来减小磁流变悬架系统的垂直振动是可行的,可降低因模型的简化带来的影响,提高汽车的平顺性。     

高速列车座椅主动悬架的多模态控制研究

建立了基于主动悬架的高速列车悬架-座椅-人体的四自由度动力学模型,并对该列车模型稳定性的优化控制进行了研究。针对该座椅主动悬架模型设计了模糊控制器和复合P-模糊-PID的多模态控制器,应用Matlab/Simulink软件在相同的工况下进行仿真实验,并将两种控制方法下的仿真结果与被动悬架车辆模型的仿真结果进行对比分析。结果表明,相较于被动悬架车辆模型,上述两种控制方法下的主动模型座椅处的振动特性均得到了改善,达到了预期的控制效果,且多模态控制下的改善程度最佳;对高速列车乘坐舒适性的提高有着一定的理论参考意义。     

车辆悬架模糊神经网络半主动振动控制系统的研究

提出了一种用于车辆悬架半主动振动控制系统的模糊神经网络方法，基于悬架半主动控制的Ｋａｒｎｏｐｐ和ＳＭ方法，应用模糊推量和ＩＦ－ＴＨＥＮ产生式规则，通过录属度传递法则进行控制知识的处理，以设定的评价函数最小为目标采用优化层间权笪的学习算法求解。计算机模拟的实例表明该半主动振动控制方法比任何单一的控制方法优越。     

车辆和座椅悬架的集成控制策略研究

在建立四分之一车辆座椅和悬架集成模型的基础上,应用线性矩阵不等式(LMI)优化技术,提出一种主动座椅悬架和车辆主动悬架的鲁棒H∞集成控制策略。以人体垂直方向上的加速度响应功率谱密度为主要控制输出目标,把满足车辆悬架动行程范围、车轮动静载荷比响应和所需的集成控制力要求作为约束条件,设计出了座椅悬架和车辆悬架集成状态反馈控制器。通过仿真软件MATLAB进行了集成控制系统的仿真分析与比较,证明了该方法的可行性和有效性,为车辆主动悬架系统的研究提供了有力的理论依据。     

采用3-RCC型并联机构的车辆座椅悬架多维减振

非道路车辆由于经常行驶在非铺装路面上,在行驶过程中会因路面不平、加速减速和转弯变向等情况受到多个方向的冲击振动,且这类车辆的座椅悬架不能有效地衰减此类冲击振动,而目前对于座椅悬架减振的研究多集中在被动减振与垂直方向减振,多维协同主动减振的研究相对较少.为此选用可衰减多维振动的3-RCC并联机构为座椅悬架系统,在ADAMS搭建3-RCC悬架模型的虚拟样机,并且结合主动控制原理,在MATLAB/Simulink搭建控制器,进行ADAMS与MAT-LAB联合仿真.仿真结果表明,3-RCC座椅悬架可实现多维协同减振,并且通过结合主动控制原理,进一步提升了驾驶员的乘坐舒适性.     

采用3-RCC型并联机构的车辆座椅悬架多维减振

非道路车辆由于经常行驶在非铺装路面上,在行驶过程中会因路面不平、加速减速和转弯变向等情况受到多个方向的冲击振动,且这类车辆的座椅悬架不能有效地衰减此类冲击振动,而目前对于座椅悬架减振的研究多集中在被动减振与垂直方向减振,多维协同主动减振的研究相对较少.为此选用可衰减多维振动的3-RCC并联机构为座椅悬架系统,在ADAMS搭建3-RCC悬架模型的虚拟样机,并且结合主动控制原理,在MATLAB/Simulink搭建控制器,进行ADAMS与MAT-LAB联合仿真.仿真结果表明,3-RCC座椅悬架可实现多维协同减振,并且通过结合主动控制原理,进一步提升了驾驶员的乘坐舒适性.     

1/4车辆-座椅悬架系统集成最优控制

建立了具有三自由度的1/4车辆-座椅悬架系统模型,并分析了车辆悬架阻尼系数和座椅悬架阻尼系数对车辆减振性能的影响。基于最优控制理论,提出了一种联合车辆主动悬架与座椅主动悬架的集成最优控制,从而实现同时反馈调节车辆悬架和座椅悬架所需的控制力。同时,分别对车辆-座椅悬架系统集成最优控制、单独车辆悬架控制、单独座椅悬架控制及被动悬架控制的各项幅频特性进行了数值仿真分析。分析结果表明:相对于被动悬架控制,集成最优控制、单独车辆悬架控制和单独座椅悬架控制下的座椅加速度分别下降了68. 2%、58. 5%和37. 4%;车辆悬架动行程分别下降了31. 3%、17. 5%和11. 1%;轮胎动位移则分别下降了59. 6%、51. 9%和9. 6%;所提出的集成最优控制策略能更好地改善车辆乘坐舒适性和操纵稳定性。     

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.     

车辆主动悬架自适应模糊滑模控制研究

针对主动悬架系统具有的非线性和不确定性,结合滑模控制的鲁棒性和模糊控制的优势,建立自适应模糊滑模控制策略。确定滑模切换面参数,应用切换控制方法和函数逼近技术改善滑模运动的动态品质,并利用模糊语言达到控制悬架振动的效果。以车辆1/4主动悬架动力学模型为对象进行仿真,结果显示,与传统的模糊控制相比,自适应模糊滑模控制能有效地改善路面变化对悬架的影响。     

基于模型参考的主动空气悬架模糊自适应滑模控制

针对主动空气悬架这种时变、非线性复杂系统,以空气悬架客车1/4模型为控制对象,提出了模糊自适应滑模控制策略(FASMC),其中模糊自适应系统用来处理空气悬架系统的非线性和参数不确定性,并以最优控制的理想空气悬架作为参考模型。仿真试验表明,所提出的控制器能够有效降低车身振动幅度、提高车辆的可操纵性。     

应用磁流变阻尼器的车辆半主动座椅悬架系统性能研究

为寻求车辆半主动座椅悬架控制策略使其达到较好的减振效果,对应用磁流变液阻尼器的汽车座椅悬架进行了建模研究.利用BP神经网络的自适应学习功能,通过采集偏差信号对传统PID控制策略的控制参数进行实时在线整合,使得座椅悬架具有更强的适应性和更好的减振效果.在MATLAB/Simulink工具箱建立了人-座椅-车七自由度的系统仿真模型,对比PID控制策略以及被动模型,验证了该控制方法的可行性与有效性,能够减小驾驶员在车辆行驶过程中,由路面经座椅悬架传递至驾驶员头部的振动的幅值和加速度.     

基于模糊PID算法的汽车半主动悬架振动控制

选择了某微型汽车悬架的磁流变减震器为研究对象,运用汽车动力学理论建立了1/4汽车半主动悬架控制系统动力学模型,基于模糊PID控制算法设计了模糊PID控制器.车辆在不同路面输入谱和不同行驶速度下,以悬架的簧载质量加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷3个基本参数来表征磁流变半主动悬架系统的振动特性,运用Matlab/Simulink软件对该悬架系统进行仿真研究,仿真结果表明,当汽车在不同等级的路面上行驶时,随着车速的提高,采用模糊PID控制半主动悬架汽车的簧载质量加速度和悬架动挠度的幅值相对于被动悬架均明显减小,表现出了良好的控制效果.轮胎动载荷与被动悬架的幅度大体相当,偶尔还比被动悬架幅值高,但综合来看,模糊PID控制器能更好地减小汽车振动,进一步提高汽车的乘坐舒适性.结果同时也说明了模糊PID控制具有很好的鲁棒性.采用磁流变减振器的半主动悬架系统有效地改善了汽车乘坐舒适性和操纵稳定性.     

车辆座椅和悬架系统的参数自调整模糊PID集成控制

为更好的提高车辆行驶平顺性和舒适性,结合模糊理论和PID控制方法提出了参数自调整模糊PID控制策/4车辆四自由度“车-椅-人”悬架系统模型,运用MATLAB中Simulink模块搭建了系统控制框图,接着选取某车型参数进行了运动仿真。讨论了随机激励下分别以车身控制、座椅控制和集成控制方法的人体加速度、座椅加速度、车身加速度、悬架动挠度和车轮动载荷等评价指标,对比分析了集成控制策略的优越性。分析结果表明采用该控制方法后车辆的行驶平顺性和操纵稳定性得到了明显的改善。