车辆液压主动悬挂控制系统稳定性控制方法研究

车辆液压主动悬挂系统能够实现大功率强负载的带载运动，针对车辆在运动过程中液压主动悬挂系统的稳定性控制问题，在液压主动悬挂系统的结构和运动学模型基础上，设计了液压主动悬挂系统的位置观测模型和动态控制节点状态观测器，利用设计LQR控制器来实现液压主动悬挂控制系统各控制节点的协调运行，最后在车辆液压主动悬挂控制系统实验台架中进行硬件在环试验，通过调节不同的性能控制参数，不断优化车辆液压主动悬挂控制系统的稳定性，实验结果表明，设计的稳定性控制方法能够提升系统的响应速度和稳定性。     

基于极点配置法的履带车辆悬挂系统主动控制仿真

建立了履带车辆悬挂系统主动控制的力学模型并将其转化为数学模型。通过极点配置法对采用主动控制的履带车辆悬挂系统进行仿真，并将仿真结果与采用被动悬挂系统相比较。结果表明，采用了主动控制悬挂系统的车身振动明显降低。     

汽车主动悬挂系统技术现状及发展趋势

主动悬挂系统能改善车辆的乘坐舒适性和操作稳定性,是汽车工业的核心技术之一.本文简要讨论了主动悬挂组成.分类及各类型主动悬挂的特点和工作原理,阐述了主动悬挂电控系统及其控制策略,总结了主动悬挂的优缺点,介绍了主动悬挂实际应用的情况,最后展望了主动悬挂今后的发展方向.     

履带车辆电磁主动悬挂LQR控制研究

针对军用履带车辆悬挂系统对车辆行驶中的振动控制需求,采用了磁流变阻尼器与电磁作动器相复合的方式,引入履带车辆电磁主动悬挂,建立了悬挂动力学模型。采用滤波白噪声方法生成路面随机输入激励,并导出了悬挂系统状态方程,进而设计和仿真分析了LQR最优主动控制算法。研究结果表明,采用该控制方法对于提高履带车辆行驶的安全性和乘坐舒适性是可行的。在某型履带车辆上,当负重轮相对动载荷均方根值仅增加2.82%和悬挂动行程小于三分之一最大行程时,车体加速度均方根值能降低40.74%。     

履带式车辆主动或半主动悬挂系统状态监测综述

主动或半主动悬挂系统是当前各国履带式车辆尤其是坦克装甲车辆悬挂系统研究的重点,从监测点配置、状态监测方式和数据通信方式等三方面,对状态监测技术在主动或半主动悬挂系统应用情况进行了论述.同时,从实现在线监测和数据实时传输、探询状态变化规律、实现系统自动报警及故障诊断等三方面,对今后状态监测技术在主动或半主动悬挂系统中应用及发展方向作了预测.     

自适应模糊控制方法在主动悬挂系统中的应用研究

提出了一种主动悬挂系统的自适应模糊控制方法 ,该模糊控制方法可以在线自适应调整模糊控制的有关参数。 1/ 4车辆模型作为仿真对象 ,模糊控制器可以显著地减小车辆的振动及干扰 ,提高车辆的舒适性。仿真结果表明该模糊控制方法的有效性。另外 ,当主动悬挂系统模型参数发生变化时该模糊控制器表现出良好的鲁棒性     

应急救援车辆主动悬挂系统能耗与发动机的功率匹配控制

针对主动悬挂系统能耗与发动机运行参数不匹配而导致的液压主动悬挂系统压力和流量频繁波动、发动机载荷过高导致熄火等问题,提出了主动悬挂系统能耗与发动机功率匹配的控制方案。分析了保证主动悬挂系统与发动机匹配运行的条件,为使主动悬挂系统运行的最大功率小于发动机当前状态下的剩余功率,提出了根据驱动主动悬挂系统的平均流量对变量泵排量控制信号进行动态补偿的控制策略,应用模糊PID控制方法设计了功率匹配控制器。试验结果表明：相较于原主动悬挂系统,应用所提出控制方案的主动悬挂系统所消耗的平均功率降低了42%,发动机扭矩百分比平均值下降了39.6%,主动悬挂系统能耗和发动机载荷明显减小。     

汽车悬挂系统的减振仿真研究

对汽车的主动悬挂系统和被动悬挂系统的特点进行了分析对比,并以主动悬挂系统为研究对象,建立了基于1/4车辆动力学模型,应用最优控制理论进行了二次型最优控制器设计,并用MATLAB/SIMULINK软件进行1/4车辆悬挂系统仿真分析,仿真结果表明,采用最优控制方法的主动悬挂系统可以较好地改善车辆行驶的平顺性和乘坐舒适性。     

汽车悬挂系统的减振仿真研究

对汽车的主动悬挂系统和被动悬挂系统的特点进行了分析对比,并以主动悬挂系统为研究对象,建立了基于1/4车辆动力学模型,应用最优控制理论进行了二次型最优控制器设计,并用MATLAB/SIMULINK软件进行1/4车辆悬挂系统仿真分析,仿真结果表明,采用最优控制方法的主动悬挂系统可以较好地改善车辆行驶的平顺性和乘坐舒适性.     

基于柔性车体的铁道车辆主动悬挂的模糊控制研究

采用有限元的分析方法,建立了某型软卧车体的有限元分析模型,并将柔性车体在铁道车辆动力学分析软件ADAMS/Rail12.0中组装成多刚体/柔体耦合的单节车辆动力学分析系统。样机平台上的动力响应分析计算结果反映了多刚体/柔体耦合的实际车辆系统的振动响应。设计了一个新型的因子可调的模糊控制器来抑制柔性车体的动态响应。实现了基于柔性车体的车辆主动悬挂的隔振研究,表明基于柔性车体的车辆主动悬挂系统同样能使车体的振动响应幅值降至理想状态。     

气体介质馈能主动悬架滑模控制研究

以高压气体为俘能和传力介质,针对卡车设计一种新的馈能主动双作用悬架系统。该悬架系统传动机构选用螺母安装方式为偏心式的滚珠丝杠机构,气缸作为作动器。首先,以伯努利方程为基础,得到气缸等效弹簧刚度和阻尼力表征的统一方程,建立悬架数学模型并进行了动力学仿真分析;其次,采用滑模控制算法,进行了主动悬架滑模控制器的设计,并在Matlab/Simulink环境中进行建模仿真,将主动悬架和被动悬架的车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移3个指标作了比较分析;仿真结果表明:在相同的路面输入下,气体介质馈能主动悬架对改善汽车行驶平顺性和提高乘坐舒适性有较好的效果。     

馈能磁流变半主动悬架模糊滑模控制

为优化悬架减振性能和馈能性能,提出了一种馈能磁流变减振器结构,并设计了相应的半主动悬架模糊滑模控制策略。建立了磁流变减振器力学模型和馈能模型,以及相应的二自由度半主动悬架系统数学模型。针对半主动悬架系统的不确定性,基于混合天地棚阻尼控制系统,设计了滑模变结构控制器。使用饱和函数缓解系统抖振,并运用模糊控制优化滑模控制器。用谐波叠加法生成路面激励输入,分别对被动悬架、基于混合天地棚阻尼控制的半主动悬架以及基于模糊滑模控制的半主动悬架进行对比仿真。结果表明:基于模糊滑模控制的半主动悬架减振性能更好,能耗更小,且有良好的馈能性能,验证了馈能磁流变减振器结构的可行性和模糊滑模控制策略的有效性。     

一种馈能型混合悬架的多模式协调控制

为了有效控制车辆悬架振动及回收振动能量,提出了一种基于滚珠丝杠式作动器和磁流变减振器的车辆馈能型混合悬架结构。建立了1/4车辆2自由度混合悬架动力学模型,分析了混合悬架的主动控制模式和具有电磁阻尼力反馈调节的半主动控制模式,设计了混合悬架多模式协调控制器,并利用MATLAB/Simulink软件对混合悬架多模式协调控制的动态性能、悬架系统的自供能进行了仿真分析,开展了混合悬架台架试验研究。仿真和试验结果表明：与被动悬架相比,随机路面谱输入条件下混合悬架的簧载质量加速度均方根减小了30%以上,混合悬架减振效果显著。     

A road-adaptive control law for semi-active suspensions

This paper presents a road-adaptive control law for semi-active vehicle suspensions. In semi-active suspensions, damping coefficients are controlled so as to make the actual damper force as close to the desired damper force as possible at any time instance. The proposed control law consists of a road-adaptive sky-hook damping algorithm and a Road Detection Algorithm (RDA). This approach leads to the sprung mass and unsprung mass velocity feedback control law with time varying gains. The gains are tuned by the RDA. To evaluate the performance enhancement brought about by the proposed control law, the performance of a semi-active suspension with the proposed control law is compared to those of the sky-hook controlled semi-active suspension and a passive suspension. The controller has been implemented experimentally on a quarter car test rig and a semi-active damper with a 19 damping rates has been used to generate the desired semi-active force. The proposed control law provides adequate damping for the wheel hop frequency and improved performance compared to that of the sky-hook control law.     

HYBRID FUZZY CONTROL FOR ELECTRO-HYDRAULIC ACTIVE DAMPING SUSPENSION

A new control scheme, the hybrid fuzzy control method, for active damping suspension system is presented. The scheme is the result of effective combination of the statistical optimal control method based on the statistical property of suspension system, with the bang-bang control method based on the real-time characteristics of suspension system. Computer simulations are performed to compare the effectiveness of hybrid fuzzy control scheme with that of optimal damping control, bang-bang control, and passive suspension. It takes the effects of time-variant factors into full account. The superiority of the proposed hybrid fuzzy control scheme for active damping suspension to the passive suspension is verified in the experiment study.     

馈能式磁流变半主动悬架协调控制研究

为了优化车辆悬架的减振控制及振动能量回收,提出了一种基于协调控制的馈能式磁流变半主动悬架。建立了1/4车二自由度悬架力学模型、磁流变减振器数学模型和馈能模型,利用MATLAB/Simulink软件对馈能特性进行了仿真分析,并进行了参数敏感性分析。分析了减振器实现自供能的条件及结构参数的影响,设计并分析了多模式协调控制下的悬架动力学特性和馈能特性。结果表明,该减振器馈能结构参数对自供能影响较大;协调控制器能够有效协调悬架系统减振与馈能关系,降低能耗,阻尼力可控性好,能够衰减车辆振动,馈能特性效果良好,验证了该结构的可行性。     

Research on magnetorheological damper suspension with permanent magnet and magnetic valve based on developed FOA-optimal control algorithm

Due to the fail safe problem, it was difficult for the existing Magnetorheological damper (MD) to be widely applied in automotive suspensions. Therefore, permanent magnets and magnetic valves were introduced to existing MDs so that fail safe problem could be solved by the magnets and damping force could be adjusted easily by the magnetic valve. Thus, a new Magnetorheological damper with permanent magnet and magnetic valve (MDPMMV) was developed and MDPMMV suspension was studied. First of all, mechanical structure of existing magnetorheological damper applied in automobile suspensions was redesigned, comprising a permanent magnet and a magnetic valve. In addition, prediction model of damping force was built based on electromagnetics theory and Bingham model. Experimental research was conducted on the newly designed damper and goodness of fit between experiment results and simulated ones by models was high. On this basis, a quarter suspension model was built. Then, fruit Fly optimization algorithm (FOA)-optimal control algorithm suitable for automobile suspension was designed based on developing normal FOA. Finally, simulation experiments and bench tests with input surface of pulse road and B road were carried out and the results indicated that working performance of MDPMMV suspension based on FOA-optimal control algorithm was good.     

电液半主动馈能悬架非线性建模与协调性优化

为了协调电液半主动馈能悬架的减振性能与馈能性能,建立了基于电液作动器的半主动馈能悬架的非线性模型,开展了力学特性试验,并采用最小二乘递推算法对系统模型进行了参数辨识。分析了电液作动器主要参数对悬架减振性能和馈能性能的影响,采用遗传算法对电液作动器主要参数进行了优化,并进行了台架试验。试验结果表明,频率2Hz、幅值30mm的正弦路谱输入下,优化后的电液半主动悬架簧载质量加速度降低22.23%,馈能功率提高40.51%,在保证满足一定的车辆乘坐舒适性和行驶安全性的要求下,悬架馈能性能得到明显提高。     

自适应磁流变悬架半主动控制研究

针对目前应用于汽车悬架系统的磁流变减振器工作时需要外部电源和控制设备的问题,设计了一种新型磁流变减振器,该减振器在无需外部电源和控制设备的条件下实现了对振动的自适应控制。研究了该减振器的结构特征和电能收集理论模型,并进行了模拟仿真。利用该减振器构建了无需外部电源和控制设备的汽车自适应磁流变悬架半主动控制系统,在1/4悬架实验台上进行了实验研究,实验结果表明,该控制系统是可行的,明显提高了汽车行驶的平顺性。     

改进粒子群算法在LQR半主动悬架的应用

针对车辆半主动悬架LQR控制中Q矩阵和R矩阵往往由经验取值的问题,提出一种基于改进粒子群算法的LQR控制方法。该算法采用随机惯性权重代替了传统粒子群算法的固定惯性权重,提高了求解精度和效率,得到了更加具有适应性的LQR控制矩阵系数。为验证此方法的有效性,基于天棚阻尼模型建立1/4车被动悬架模型和半主动悬架模型,利用线性二次最优控制建立LQR控制器,并利用优化算法得到新的控制矩阵。通过仿真对比被动悬架、LQR控制的LQR半主动悬架、改进粒子群算法优化后的优化LQR悬架的各项性能参数,发现优化LQR悬架在悬架动挠度没有受到影响的前提下,使车辆的垂向加速度和轮胎动载荷得到有效降低,提高了车辆的行驶平顺性和操纵安全性。