汽车整车半主动悬架模块化并联模糊控制

针对汽车悬架复杂大系统的特点,在车辆动力学模型的基础上,研究半主动悬架系统对车身姿态的影响关系,运用模块化并联模糊控制和矩阵逆运算策略建立汽车整车半主动悬架控制系统;对不同的车身运动姿态采用不同的控制规则,设计整车车身姿态协调控制的模糊控制器.以某车型为例进行了仿真分析,结果表明,汽车整车半主动悬架模块化并联模糊控制器结构简单,并能有效抑制车身俯仰和侧倾运动,改善轮胎的接地性能,提高车辆的平顺性能.     

基于dSPACE的磁流变半主动减振实验控制系统研究

对磁流变半主动悬架减振实验系统进行设计,构造了基于dSPACE系统的磁流变半主动悬架实验控制系统,设计了基于脉宽调制控制的磁流变阻尼器驱动电路,在设计的磁流变半主动悬架减振实验台上对二自由度悬架的半主动控制策略进行实验,通过实验数据分析,验证了控制策略的有效性.     

汽车磁流变半主动控制系统中的时滞与补偿

时滞对控制系统的性能影响比较大，该文以带有时滞的1／4车辆磁流变半主动悬架为研究对象对此进行了研究，设计了采用史密斯预估补偿的最优控制器，分析了不同滞后时间和采用史密斯补偿两种情况对车辆操纵稳定性和平顺性的影响。结果表明，时滞对非簧载质量振动（稳定性）比簧载质量振动（平顺性）的影响要大，对于大的时滞，基于磁流变技术的汽车半主动控制系统仍然稳定，采用史密斯补偿后该半主动控制系统仍能取得一定的平顺性，轮胎动载荷也得到了改善，其性能要优于完全主动控制系统，这说明了该文所述的史密斯补偿方法是有效的。     

基于模糊PID控制的汽车半主动悬架系统的研究

论文通过建立1/4车体两自由度半主动悬架模型,设计了双输入单输出的模糊PID控制器,并在Matlab/Simulink环境下对半主动悬架系统进行了仿真研究。研究结果表明,与被动悬架系统和基于PID控制的半主动悬架系统相比较,基于模糊PID控制的汽车半主动悬架系统能够有效地降低车身的垂直加速度,并能提高车辆的平顺性,减小轮胎的动载荷。最后对基于模糊PID控制的半主动悬架系统在同一路面等级不同车速下进行了仿真研究,结果表明随着车速的增加车辆的平顺性、操纵稳定性以及安全性都会下降。     

基于自适应遗传算法的半主动悬架模糊控制研究

模糊规则的正确选择是半主动悬架模糊控制器设计的关键和难点,本文提出一种自适应地选择交叉概率和变异概率的遗传算法,以车身垂直加速度均方根值为优化目标,对汽车半主动悬架模糊控制规则进行优化,以达到提高半主动悬架模糊控制器的控制效果,改善汽车行驶平顺性的目的。为了证明该优化方法的可行性,将该自适应遗传算法优化的模糊控制器对汽车半主动悬架进行控制,并建立Matlab文本与Simulink相结合的仿真模型。仿真结果表明：优化后的半主动悬架车身垂直加速度均方根值减小,汽车行驶的平顺性得到了提高。     

三轴重载车辆半主动控制研究

建立了三轴重载车辆半主动悬架的整车动力学模型,并对该车辆模型平顺性的优化控制进行了研究.应用总成分解法计算整车的转动惯量,建立半主动悬架系统的三轴重载车辆整车动力学模型,采用整体式平衡悬架,并考虑车辆的驾驶室模型以更符合实际;针对半主动悬架系统,以车体垂向速度﹑俯仰角速度和侧倾角速度及其变化率,为输入设计了三个模糊控制器;利用MATLAB/Simulink软件对所建半主动悬架整车车辆模型应用相应控制策略进行模拟仿真,并与被动悬架系统车辆模型的仿真结果作比较;结果表明：半主动悬架车辆模型的车体和驾驶室的振动特性都有了明显的改善,有效地提高了该重载车辆模型的平顺性,对提高驾驶员的驾驶舒适性和减少货物破损率提供理论基础.     

三轴重载车辆半主动控制研究

建立了三轴重载车辆半主动悬架的整车动力学模型,并对该车辆模型平顺性的优化控制进行了研究.应用总成分解法计算整车的转动惯量,建立半主动悬架系统的三轴重载车辆整车动力学模型,采用整体式平衡悬架,并考虑车辆的驾驶室模型以更符合实际;针对半主动悬架系统,以车体垂向速度﹑俯仰角速度和侧倾角速度及其变化率,为输入设计了三个模糊控制器;利用MATLAB/Simulink软件对所建半主动悬架整车车辆模型应用相应控制策略进行模拟仿真,并与被动悬架系统车辆模型的仿真结果作比较;结果表明：半主动悬架车辆模型的车体和驾驶室的振动特性都有了明显的改善,有效地提高了该重载车辆模型的平顺性,对提高驾驶员的驾驶舒适性和减少货物破损率提供理论基础.     

基于双模糊控制器的车辆半主动悬架仿真研究

设计了以簧载质量垂向速度、簧载质量俯仰角速度及其变化率作为模糊控制器输入的控制策略,基于该双模糊控制器的车辆半主动悬架能够综合改善车辆的垂向和俯仰振动.以某型车半车悬架模型作为研究对象,对采用双模糊控制器控制的半主动悬架系统进行了计算机仿真分析.仿真结果表明,采用双模糊控制器控制策略能较好地改善车辆乘坐舒适性,达到综合减振效果.     

三轴重载车辆半主动控制研究

建立了三轴重载车辆半主动悬架的整车动力学模型,并对该车辆模型平顺性的优化控制进行了研究.应用总成分解法计算整车的转动惯量,建立半主动悬架系统的三轴重载车辆整车动力学模型,采用整体式平衡悬架,并考虑车辆的驾驶室模型以更符合实际;针对半主动悬架系统,以车体垂向速度﹑俯仰角速度和侧倾角速度及其变化率,为输入设计了三个模糊控制器;利用MATLAB/Simulink软件对所建半主动悬架整车车辆模型应用相应控制策略进行模拟仿真,并与被动悬架系统车辆模型的仿真结果作比较;结果表明:半主动悬架车辆模型的车体和驾驶室的振动特性都有了明显的改善,有效地提高了该重载车辆模型的平顺性,对提高驾驶员的驾驶舒适性和减少货物破损率提供理论基础.     

三轴重载车辆半主动控制研究

建立了三轴重载车辆半主动悬架的整车动力学模型,并对该车辆模型平顺性的优化控制进行了研究.应用总成分解法计算整车的转动惯量,建立半主动悬架系统的三轴重载车辆整车动力学模型,采用整体式平衡悬架,并考虑车辆的驾驶室模型以更符合实际;针对半主动悬架系统,以车体垂向速度﹑俯仰角速度和侧倾角速度及其变化率,为输入设计了三个模糊控制器;利用MATLAB/Simulink软件对所建半主动悬架整车车辆模型应用相应控制策略进行模拟仿真,并与被动悬架系统车辆模型的仿真结果作比较;结果表明：半主动悬架车辆模型的车体和驾驶室的振动特性都有了明显的改善,有效地提高了该重载车辆模型的平顺性,对提高驾驶员的驾驶舒适性和减少货物破损率提供理论基础.     

PDC控制器在车辆半主动悬架上的应用研究

讨论了整车八自由度模型并行分布补偿(PDC)控制器的设计,并求取了公共矩阵P及其对控制器稳定性的影响.基于自适应神经网络的神经网络模糊推理系统ANFIS的自学习和非线性逼近能力,提取模糊控制规则,增强了控制器对于不同路面的适应能力.在整车悬架T-S模糊动态模型的基础上,进行了Matlab软件仿真.仿真实验表明,该控制器对于悬架整体性能有所改善.     

野草入侵模糊算法的半主动空气悬架研究

为了抑制由路面不平引起的车辆振动,结合磁流变阻尼器和空气弹簧的变阻尼/刚度特性,设计了含内置永磁体式磁流变阻尼器的半主动空气悬架系统.基于电磁学原理,对内置永磁体式磁流变阻尼器的力学特性建模.建立了1/4车辆二自由度动力学模型,并利用野草入侵算法对常规模糊算法规则进行优化,开发了野草入侵-模糊混合控制策略对内置永磁体磁流变阻尼器的空气悬架进行半主动控制.为验证该控制策略在磁流变空气悬架的半主动控制效果,进行了C级路面随机输入及凸块脉冲输入仿真分析,仿真结果可知,野草入侵-模糊控制策略能有效地提高半主动悬架系统的综合性能.并且通过台架试验进一步表明,利用该控制策略能够使车身振动加速度及悬架动挠度分别减小25.87%、35.13%.     

Application of LQ-based semi-active suspension control in a vehicle

A linear quadratic (LQ) based controller and observer concept for a semi-active full-car model is implemented and compared to a skyhook controller using a real vehicle in this paper. Especially an observer including a new modified road model is presented, which reliably filters low frequency disturbances induced by ascending or descending steep hills. Furthermore, methods for the parametrization of the quadratic cost function are presented and it is shown in experiments for different vehicle masses that ride comfort and road holding can be significantly improved by using semi-active suspension control. In order to take nonlinear component characteristics or suspension friction into account a parametrized nonlinear full-car model is presented, which is used for the determination of the controller cost function weights. The performance evaluation is done using a 4-poster test rig as well as measurements conducted on a real road.     

考虑输入约束的半主动悬架非线性自适应控制

针对具有输入约束及参数不确定性问题的汽车半主动悬架系统,提出一种考虑输入饱和的非线性自适应Backstepping控制器.该方法引入一个辅助系统,通过设计新的误差变量,实现对控制饱和的补偿,解决控制输入的幅值约束问题.同时,考虑到悬架系统的参数不确定性问题,采用映射自适应算法设计自适应律,通过构造适当的Lyapunov函数,保证悬架系统的稳定性.仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的隔振性能,而且能够有效降低输入约束和不确定参数对系统性能的影响.     

H ∞ control of a suspension with a magnetorheological damper

This research work presents an H _∞ controller based on a Takagi–Sugeno (T–S) fuzzy model for a two-degrees-of-freedom (2-DOF) one-quarter-vehicle semi-active suspension with a magnetorheological damper where the actuator dynamics are included in the control synthesis. These dynamics enclose nonlinear damper phenomena, avoided in many other studies, and that can improve the suspension system by means of a more accurate model. The objective is to obtain a semi-active suspension that considerably improves the passive suspension efficiency based on some frequency domain performance criteria. The advantage of having the T–S system as a reference is that each piecewise linear system can be exposed to the well-known control theory. Besides, the proposed solution is compared with the recent reported work to highlight its advantages. A case of study is included and simulation work supports the results. The methodology applied herein can be extended to a half-vehicle model, and to the four wheels to have a global chassis control in order to maximise passenger comfort and vehicle stability.     

履带车辆半主动悬挂多体及控制联合仿真研究

在履带车辆悬挂系统线性振动模型基础上，证明了悬挂最优阻尼比的存在，提出了统计意义上的最优阻尼控制策略，即为履带车辆悬挂半主动控制的理论基础。通过基于多体动力学理论的虚拟样机方法对某型履带车辆整车悬挂系统进行了仿真研究，结合“机械系统＋控制系统”联合仿真技术，对比了该车分别采用被动悬挂和半主动悬挂时的动力学特性，得出了该履带车辆采用半主动悬挂可显著降低车辆振动加速度，提高车辆乘坐舒适性的结论。从而验证了多体理论和联合仿真技术在履带车辆半主动悬挂技术的可行性。     

基于电流变阻尼器的履带式车辆悬架振动控制

提出一种基于电流变阻尼器的半主动悬架系统,建立了某履带式车辆悬架的1/4车体动力学模型,在此基础上给出了悬架系统的运动方程和状态方程,分析了某种剪切模式电流变阻尼器的阻尼力并作为悬架系统半主动控制的制动器.将随机最优控制理论应用到车辆悬架的控制中,以车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移的加权二次型最小为控制性能指标,设计了线性二次型高斯(LQG)控制器,通过被动悬架与LQG控制悬架的仿真比较,在轮胎动位移基本相同的情况下,LQG控制能有效的降低车身加速度,充分利用悬架的工作空间,提高车辆的舒适性和安全性.     

Experimental analysis of a motorcycle semi-active rear suspension

The topic of this paper is the experimental analysis and development of a control system for a semi-active suspension in a 2-wheel vehicle. The control system is implemented via a semi-active electro-hydraulic damper located in the rear suspension of a motorbike. The entire design and analysis procedure is carried out: the semi-active damper is characterized; a wide range of control strategies is recalled and an innovative semi-active algorithm (Mix-1-Stroke) based on a single-sensor layout is proposed. The strategies are then implemented in the Electronic Control Unit of the motorbike. Tests, both on test-bench and on-road, are presented. The result is the comparative analysis of a wide portfolio of different suspension control strategies, which shows the effectiveness of the Mix-1-Sensor rationale.     

大系统的动态递阶控制

本文提出了一种镇定线性大系统的动态递阶控制新方案.对于分散控制线性大系统,如 果是可控可观的,则可以设计一个上一层系统,并能确定它的最小维数,使所产生的新系统在 递阶控制下无固定模,从而能够得到一个协调控制器,使整个闭环系统能任意配置极点.这种 新的大系统动态递阶控制具有实际意义,其递阶控制器的设计也简单易行.