主动液压悬架建模及最优控制

对一种液压悬架进行了动力学建模,并构建了控制执行机构的控制量与车辆实时状况之间的关系。根据最优控制理论,设计了液压主动悬架二次型最优(LQR)控制器,分析了系统在随机激励条件下的时域响应和频域响应。仿真结果表明:与被动悬架相比,最优控制的液压主动悬架在低频共振区能有效控制车身垂直加速度、悬架动扰度和轮胎动载荷。     

高速列车座椅主动悬架的模糊控制与PID控制系统

建立了基于主动悬架的的高速列车悬架—座椅—人体的四自由度动力学模型,并对该列车模型平顺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、传统PID控制器与自适应的模糊PID控制器,应用Matlab/Simulink软件在相同的工况下进行仿真实验,并将三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,相较与被动悬架车辆模型,上述三种控制方法下的主动模型座椅处的振动特性都得到了改善,达到了预期的控制效果,且自适应模糊PID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。     

车辆主动悬架Terminal滑模控制研究

针对车辆主动悬架系统的控制优化与系统动态品质等问题,提出基于Terminal滑模的主动悬架控制策略.建立1/4主动悬架动力学模型与天棚阻尼参考模型,以簧上质量与簧下质量的位移及其加速度作为状态变量建立运动状态方程;其次基于Terminal函数构造滑模函数,设计主动悬架滑模控制律;最后在MATLAB/Simulink平台...     

一类非线性时滞悬架系统的Ｈ∞ 控制

用范数有界的非线性函数表示车辆主动悬架系统的悬架刚度和悬架阻尼的非线性不确定特性,建立一类具有控制输入时滞的非线性主动悬架系统模型.基于线性矩阵不等式,对非线性时滞悬架系统提出一种新的H∞鲁棒控制策略,最优控制车身的垂直加速度、轮胎变形量、悬架动扰度3个系统性能参数,保证闭环控制系统在随机干扰下的稳定性.仿真结果显示了该方法的有效性,大大提高了驾乘汽车的舒适性和安全性.     

基于微分几何法的车辆半主动悬架控制

为了对某工程车辆半主动悬架进行有效控制,建立了车辆半主动悬架非线性动力学模型.提出了应用微分几何理论并经过非线性状态反馈变换的方法,对半主动悬架非线性系统进行线性化,进而利用线性二次型调节器实现了非线性状态反馈最优控制,并用Matlab/Simulink编程进行仿真实验.仿真结果表明：经过微分几何法线性化处理并应用LQR控制的方法,半主动悬架与被动悬架相比,车辆平顺性有了明显的改善,绝大部分平顺性指标都有10%以上的提升.分析结论可为非线性系统的线性化和车辆悬架半主动控制的研究提供参考.     

路面激励下主动悬架和四轮转向的协调控制

为了研究主动悬架和四轮转向系统的协调控制,建立包含悬架系统和转向系统的整车动力学模型.基于LQR控制理论分别设计了主动悬架和四轮转向的控制器,对比分析不同加权系数时车辆在路面激励下的频率响应,研究了主动悬架和四轮转向的控制对车辆操纵稳定性的影响;针对车辆的稳态响应(不考虑路面激励的影响),采用横摆率跟踪控制策略进行前后轴主动悬架控制力的匹配控制;在主动悬架和四轮转向2个单独控制器的基础上,以主动悬架控制力的匹配为主要协调机制,设计了主动悬架和四轮转向的协调控制器,对两者的控制量进行调整.仿真结果表明,主动悬架和四轮转向的协调控制可以获得优于两者简单叠加时的整车综合性能.     

基于Kalman滤波和LQG控制的主动悬架系统容错控制研究

传感器掺杂噪声信号是主动悬架系统运行过程中常见的一种故障. 针对二自由度车辆主动悬架系统加速度传感器发生故障的情况,基于最优控制理论和卡尔曼滤波算法,设计了线性高斯二次型(linear quadratic Gaussian,LQG)控制器,分别在谐波激励、冲击性和实测路面谱激励下,进行综合悬架性能仿真分析. 结果表明,与无容错情况相比,故障状态下采用容错控制后的簧载与非簧载质量传输率、悬架动行程传输率均大幅减小,有效提升了驾乘舒适性,同时轮胎动载荷传输率显著增大,确保了安全性,整体可近似恢复到无故障时的主动悬架性能.     

基于随机线性最优控制的汽车主动悬架控制器设计

通过建立车辆半车模型的动力学方程,应用随机线性最优控制理论设计了车辆主动悬架LQR控制器,并在Matlab/Simulink环境中构建了实现该控制策略的仿真模型,对仿真结果进行了时域和频域分析,结果表明:具有LQR控制器的主动悬架能有效减小车身加速度和悬架动挠度,可以更好地改善车辆的舒适性.     

汽车悬架最优控制的研究及结果分析

针对1／4车辆模型，应用最优控制理论设计了主动悬架控制系统、半主动悬架控制系统，并通过计算机仿真对系统的控制性能进行了研究，对仿真结果进行了分析比较。结果表明，在模拟仿真及实际控制过程中，采取主动控制及半主动控制时应分别选取加权矩阵，以保证获得较好的减振效果，且半主动悬架同样有较好的减振效果，具有广泛的应用前景。     

基于ADAMS和MATLAB的主动悬架控制联合仿真研究

汽车悬架的动力学性能直接影响到汽车的平顺性和操纵稳定性,利用ADAMS软件建立四分之一汽车主动悬架模型,通过MATLAB/Simulink求解主动悬架线性最优控制策略,并对其进行联合仿真[1]。结果表明基于最优控制的汽车主动悬架减小了车辆振动,提高了车辆的平顺性和安全性。为汽车悬架减振性能的开发设计提供了一种有效的方法。     

Active suspension with optimal control based on a full vehicle model

The 7-DOF model of a full vehicle with an active suspension is developed in this paper. The model is written into the state equation style. Actuator forces are treated as inputs in the state equations. Based on the basic optimal control theory, the optimal gains for the control system are figured out. So an optimal controller is developed and implemented using Matlab/Simulink, where the Riccati equation with coupling terms is deduced using the Hamilton equation. The all state feedback is chosen for the controller. The gains for all vehicle variables are traded off so that majority of indexes were up to optimal. The active suspension with optimal control is simulated in frequency domain and time domain separately, and compared with a passive suspension. Throughout all the simulation results, the optimal controller developed in this paper works well in the majority of instances. In all, the comfort and ride performance of the vehicle are improved under the active suspension with optimal control.     

汽车主动悬架系统的离散最优控制

为改善汽车乘坐舒适性和操作性,研究1／4汽车主动悬架系统的离散最优控制问题,给出汽车主动悬架系统的离散化模型,并通过引入路面扰动补偿向量,给出悬架系统的有限时域前馈反馈最优控制律．通过求解矩阵微分方程得到扰动补偿向量．该控制律容易实现,对由路面引起的振动有明显的抑制作用．     

主动悬架耗散控制系统仿真与分析

建立主动悬架半车四自由度模型,应用耗散系统理论设计了主动悬架严格(Q,S,R)-耗散状态反馈控制器,使用Matlab/Simulink对系统模型进行仿真,使用时域和频域方法分析了车身垂直加速度、俯仰角加速度、悬架动行程和轮胎动位移4项指标,与被动悬架做了对比分析.仿真结果表明,使用严格耗散控制器的主动悬架在改善车辆乘坐舒适性和行驶平顺性方面效果明显.     

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。     

线控四轮独立驱动轮毂电机电动车集成控制

从提高车辆操纵稳定性的角度,基于模型预测控制理论对线控四轮独立驱动轮毂电机电动车进行主动转向(AFS)、直接横摆力矩(DYC)和主动悬架(AS)的集成控制研究。采用分层集成控制结构,设计了模型预测控制器。研究了驱动力矩控制分配规则和AS控制方法,实现了AFS/DYC的水平集成控制和AFS/DYC/AS的全局集成控制,并通过仿真实验对算法进行了验证。仿真结果表明:集成控制算法能够实现车辆有效跟踪期望值,提高车辆极限工况的稳定性和主动安全性。     

基于遗传算法权值优化的汽车悬架最优模糊控制

结合车辆非线性主动悬架系统数学模型,首先设计出悬架系统的线性二次型整定（LQR）最优控制器,其中控制器的加权系数利用遗传算法优化搜索获得,然后设计悬架系统的模糊控制器,进而开展LQR最优控制、模糊控制以及两者并联结合的复合控制方法对比研究．利用遗传算法对加权系数进行搜索优化,可有效解决传统LQR控制器加权系数不易确定的问题．该复合控制方法可获得相比单一控制方法更优的悬架系统控制效果,在车辆不同行驶工况条件下,能进一步降低车身垂直振动加速度、悬架动挠度和轮胎形变,明显提高了汽车的行驶平顺性和操纵稳定性．