基于双死区设计的空气悬架高度滑模控制方法

该文提出了一种双死区设计,运用滑模控制理论,对空气悬架的高度进行精确控制。创新点包括:区别于传统的气体多方变化假设模型,提出了基于热力学分析,利用温度-压强双控制方程建立的高精度非线性空气弹簧气室模型;提出空气悬架高度控制的双死区设置方法,通过大、小2个死区套合以提升控制精度,减少了单死区设置容易出现的振荡现象;运用滑模变结构控制理论,提出一种结合系统动力学特性、形式较简且受路面扰动和系统动力学参数变化影响较小的控制策略。通过MATLAB/Simulink仿真验证了高精度空气弹簧动力学模型和双死区设置的滑模控制策略的有效性。     

一种车用膜式空气弹簧有效面积的预测方法

空气弹簧帘线-橡胶复合材料结构具有刚度可变、轻量化、高度可调、隔振效果好等优势,在汽车“新四化”的发展趋势下,车用空气弹簧力学成为学术和工程研究热点。但其受力的“有效面积”这一重要参数还未建立完善理论模型。结合复合材料力学特性与几何学特征,提出一种车用膜式空气弹簧有效面积理论分析与预测方法。给出了空气弹簧有效面积理论预测表达式,体现了空气弹簧气囊内压强、空气弹簧高度等因素对有效面积的综合影响。利用力学综合实验台架设计实验,对某型号空气弹簧进行有效面积测量,实验结果与理论分析的对比显示在实验测量的范围内,理论预测的有效面积误差在1%以内,表明了这种理论分析方法的合理性。这种方法对进行有效面积的预测、空气弹簧的准确建模及进一步进行高精度的车高控制具有一定的指导意义。      

空气弹簧系统建模及其高度控制策略

现有的空气弹簧系统建模复杂,并且在对空气弹簧系统进行高度控制的过程中容易产生振荡,针对这些问题,提出了一种热力学空气弹簧建模方法,以及基于比例积分微分(PID)的空气弹簧高度控制策略.首先,以空气弹簧系统为研究对象,采用了热力学分析方法,建立了以温度、压强为自变量的高精度非线性空气弹簧系统模型;然后,设计了空气弹簧高度...     

车辆IMU软测量技术精度分析

为节约半主动悬架电气架构和电子控制单元（ECU）的开发流程,提出一种新的半主动悬架传感器布置方案,并给出最佳惯性测量单元（IMU）安装位置。建立通过IMU信号解算4个簧上位置加速度的精确与完备公式,选择合适的角转动次序和参考系来保证解算方法的正确性;利用最优化理论及偏导数方法结合不同的悬架权重研究传感器安装位置对软测量精度的影响,并给出了有约束条件下的最优安装位置。实验结果表明:新提出的传感器布置方案及运动学解算方法可以很好地预测4个簧上位置处的垂向加速度,并具有较高的稳定性,但是安装在不同位置处的解算精度差异较大;通过最优化理论得出的有约束最佳安装理论位置的实验结果与理论符合(均方根误差约为0.6 m·s^-2),相比于其他安装位置,最佳安装位置处的实验结果对不同工况均具有较高的稳定性及测量精度;相比于水平安装位置,IMU的垂向位置对最终的解算结果和精度有较大的影响。采用数形结合思想给出了一个IMU安装位置误差等值椭球面,用该椭球面可以较为清楚直观地对安装位置进行分析。     

空气弹簧高度振荡自适应模糊PID控制方法研究北大核心

以空气弹簧系统作为研究对象,运用热力学分析方法,在温度-压力2个方面建立高精度非线性空气弹簧气室模型。运用自适应模糊PID控制策略,以车身高度偏差e和偏差的变化率e作为系统的输入,通过MATLAB/Simulink在不同工况下分别对PID和自适应模糊PID控制系统进行仿真。结果表明:与PID控制相比较,采用自适应模糊PID控制策略的车辆性能较好;与无控制器相比,采用自适应模糊PID控制策略的车辆的高度误差均方根改善率最高可以达到21.7%,悬架系统可更加快速、准确地调节车身高度,减小高度控制过程中产生的振荡,提高乘坐的舒适性。     

双腔室空气弹簧动刚度理论模型与实验研究EI北大核心CSCD

空气弹簧目前越来越多地用于高端车辆和高铁的隔振,但其动刚度的精确模型不够完善。提出了一种基于热力学的多腔室空气弹簧动刚度理论模型,以适用于乘用车空气悬架控制的精确算法。该动刚度公式综合考虑了外界热交换产生的等效阻尼特性、空气气囊的气腔刚度特性以及气囊阻尼特性,给出各贡献项明确的物理意义及精确的数学表达。与传统空气弹簧模型相比,本模型未对气腔内部气体变化过程加以约束,故具有较强的普适性。示功实验验证了提出的空气弹簧动刚度理论在大行程下的精确性(与实验值相对误差在0.5%以内)和普适性。     

磁流变测量系统的控制滞后与动态响应

磁流变系统的控制效果依赖于系统建模,因此对滞后与动态响应特性的建模尤为重要。通过分析磁流变系统受控制信号激励时各部分的滞后,得到了系统研究各部分动态行为的方法;通过施加直流加交流的激励,测试与研究了磁流变测量系统的动态响应特性。结果表明,无偏置简谐电流激励下电流-剪切应力关系为蝶形曲线,经分析可知其由响应滞后所致,而曲线光滑的上下沿分别由滞后和系统的非线性导致。最后,通过引入滞后时间较好地描述了各种情况下电流与剪切应力间的动态响应关系,其值为23.1 ms。     

空气弹簧动刚度模型关键非线性参数辨识及动态特性研究

提出了一种考虑等效阻尼及滞回特性的乘用车用空气弹簧动刚度模型,给出模型中各部件物理意义及数学表达以适用于空气悬架的精确控制.基于模型解析表达式给出一套针对模型中有效面积等效刚度、空气气囊刚度和等效阻尼等关键非线性参数辨识的一般方法,设计示功试验对各参数项进行辨识并验证了在大行程下动刚度模型及参数辨识方法的正确性和可行性...     

基于四极子声源的轮胎管腔共振噪声研究

基于流固耦合仿真,应用计算气动声学方法对轮胎管腔共振噪声进行研究。滚动轮胎引起周围流体微粒间的相互作用被视为分散的四极子声源,基于Lighthill理论进一步求解并分析近场噪声和声学特性。通过对比接地前端、接地后端和胎侧位置声源的声辐射结果和频谱特性,验证了轮胎管腔共振噪声的产生机理。