主动悬架与EPS集成控制系统操纵稳定性试验

在主动悬架与EPS集成控制系统动力学模型建立、控制策略设计及其仿真计算分析基础上,为进一步验证集成控制系统车辆的抗侧倾能力,进行了车速为50 km/h和60 km/h的蛇行试验,试验结果表明,相对于被动系统,车速为50 km/h时经过集成控制后的侧向加速度峰值和标准差分别下降了21.4 %和15.9 %,车身侧倾角峰值和标准差分别下降了13.4 %和15.1 %,有效提高了车辆转弯时的操纵稳定性能。     

汽车主动悬架模糊自适应控制研究

在建立的整车主动悬架系统动力学模型基础上,利用自适应模糊控制方法,分别设计了前轮和后轮的主动悬架模糊自适应控制系统,将前轮的路面激励信号引入到后轮处主动悬架控制策略之中,使得主动悬架可以根据路面和车身姿态的变化而改变特性,以适应当前车辆运行工况的需求,分别进行了随机路面输入和正弦波凸起输入的仿真计算和分析,结果表明,相对于传统的被动悬架系统,模糊自适应控制主动悬架系统车辆的质心垂直加速度峰值和标准差分别下降了38.9%和36.5%;车辆以5m/s速度驶过正弦波凸起时,主动悬架的后轮处车身加速度峰值比被动系统减少了43.9%,有效提高了汽车的行驶平顺性。     

强横风作用下车辆半主动悬架模糊PID控制研究

为提高汽车高速行驶时的抗横风性能,提出一种阻尼系数修正的半主动悬架控制方法。基于Carsim 和MATLAB平台建立整车动力学模型和A级路面模型,设计一种基于横风的半主动悬架模糊PID控制系统,并利用粒子群算法优化PID控制器参数。PID控制器依据车辆质心垂直加速度确定各轮悬架系统的基本阻尼系数,模糊控制器根据横风强度和方向对阻尼系数进行修正。通过MATLAB和Carsim 联合仿真和实车道路试验与被动悬架系统相比,经过半主动悬架控制后的质心垂直加速度峰值和标准差均下降30 %以上,侧倾角速度标准差下降25 %以上,车辆在强横风作用下的行驶平顺性和安全性得到有效提高。     

基于磁流变阻尼器的汽车半主动悬架和电动助力转向系统协调控制

设计、研制了磁流变阻尼器,建立了磁流变阻尼器和包含汽车半主动悬架系统与EPS电动助力转向系统的整车动力学模型.针对基于磁流变阻尼器的汽车半主动悬架系统,设计了4个独立的模糊控制器;针对EPS电动助力转向系统,设计了鲁棒控制器.以汽车运动状态为依据,以整车性能优化为目标设计了协调控制器.仿真结果表明:协调控制不仅能实现快速的助力转向,抑制车身横摆运动,而且能及时调节车身姿态变化,同时提高汽车平顺性和操纵稳定性.协调控制效果明显优于两个子系统的单独控制.     

基于GA优化控制规则的汽车主动悬架模糊PID控制

主动悬架是未来汽车悬架的主要发展方向,它能够根据车身的振动情况主动调整悬架控制力,使悬架处于最优减振状态,关键问题是如何设计控制规则,从而施加最优控制力,达到进一步改善汽车行驶平顺性的目的。针对该问题,以车身垂直振动加速度为控制目标,将遗传算法与模糊PID控制策略相融合,优化了模糊PID控制器的控制规则,采用基于GA优化后的模糊PID控制方法对汽车主动悬架进行控制并建立了Matlab文本与Simulink相结合的联合仿真模型。仿真结果表明,经GA优化后的模糊PID控制下的主动悬架能够很好的减小车身垂直振动加速度,可以进一步提高乘坐舒适性。     

电动助力转向与主动悬架系统多变量自适应集成控制

在对汽车电动助力转向(EPS)与主动悬架系统(A SS)相互影响和协调关系进行分析的基础上,建立了将这两者集成的整车模型。为克服实际集成系统中存在的动态行为不确定性,同时考虑到系统的多输入多输出特性,采用了多变量自适应控制策略。在多种汽车行驶工况下,对单个子系统和集成系统进行了大量的仿真研究。研究结果表明,自适应控制能够有效解决模型的不确定性、随机扰动对系统的影响;对多个可控子系统进行集成控制,能够弥补对单个子系统控制的不足之处,避免各可控子系统在单独控制时所产生的相互干扰和影响,最终使整车的动力学性能得到较大改善。     

车辆半主动悬架系统平顺性联合仿真分析

在车辆行驶平顺性的研究中,为弥补传统数学建模方法不能完全反映实际整车行驶动态特性的缺点,以多体动力学仿真软件SIMPACK为平台,建立某微型轿车的整车多体动力学模型。利用MATLAB设计基于八板块原理的半主动悬架模糊控制器,并进行基于SIMAT的联合仿真。仿真结果表明:车速为60 km/h时,与被动悬架系统相比,采用模糊控制的半主动悬架系统的车身垂直加速度、车身俯仰角速度和车身侧倾角速度均方根值分别降低12.99%、10.19%和11.05%。多体动力学仿真可实现模型非线性化,较全面反映整车动态特性;基于模糊控制的半主动悬架系统可消减车身振动,有效改善整车的行驶平顺性。     

汽车半主动空气悬架参数自调整模糊控制

建立两自由度1/4车辆半主动空气悬架的非线性动力学模型，提出一种基于参数自调整的模糊控制系统结构的模型，并以C级路面为随机输入，对空气悬架系统进行了仿真分析。研究结果表明：该控制方法能够使车身垂直振动加速度、悬架动挠度和车轮动载荷得到较大的衰减，提高了汽车的操纵稳定性能和平顺性能。     

汽车电动助力转向与主动悬架系统的H∞集成控制

针对基于横向和垂向动力学的电动助力转向（EPS）与主动悬架（ASS）集成系统是一个多输人多输出非线性系统的特点，设计了一种基于干扰抑制指标的H∞控制策略。首先将非线性部分看成模型的摄动，对不确定性进行频率辨识；然后根据控制目标，选择相应的加权函数和不确定性界函数，建立增广被控对象矩阵，将鲁棒性能控制问题转化为标准的H∞控制问题；最后在Matlab环境下进行了仿真计算。仿真结果表明，该集成控制方法是有效的，能够使汽车转向行驶时的整车综合性能得到提高。     

汽车主动悬架和四轮转向系统的综合控制

针对汽车底盘的两大重要组成-转向子系统和悬架子系统,建立起汽车侧向动力学模型、悬架动力学子模型以及考虑两者耦合效应的综合动力学模型;接着对四种不同控制策略的车辆系统进行了仿真对比,包括被动悬架兼前轮转向系统、主动抗侧倾杆控制系统、主动抗侧倾杆和四轮转向控制系统以及主动悬架与四轮转向的综合控制系统,得出:主动悬架和四轮转向综合控制系统能同时兼顾主动悬架和四轮转向的优点,使车辆的操稳性和平顺性大大提高.     

基于LMS自适应滤波的汽车主动悬架研究

针对简化的车辆模型，确定汽车簧上质量的加速度、车轮与地面问的动载荷以及车身的动挠度为悬架系统性能评价指标。将LMS自适应滤波算法与广义自适应控制相对比，仿真计算表明，LMS自适应控制策略不仅计算简单，而且性能指标明显优于广义自适应控制方法。     

相似理论在半主动悬架仿真中的应用

介绍可调阻尼减振器及其工作原理,建立可调阻尼减振器的力学模型。根据车辆动力学理论,建立汽车1/4半主动悬架的动力学模型。介绍相似理论,将相似理论应用在半主动悬架仿真中,建立1/4汽车半主动悬架的相似电路,通过对相似电路的仿真研究,预测实际半主动悬架改善车辆平顺性的效果。     

基于磁流变阻尼器的机车横向悬挂半主动控制研究

半主动控制与被动控制和主动控制相比具有可靠性高、能耗低和容易实现的特点,正成为一种颇具前景的悬挂振动控制方式.利用磁流变液的流变特性制成的磁流变阻尼器是一种性能优良的半主动控制装置.本文首先建立了采用磁流变阻尼器的三自由度机车车辆横向半主动悬挂系统模型;在对磁流变阻尼器的阻尼特性进行试验研究的基础上,提出了一种磁流变阻尼器的数学模型,并用优化方法确定了的模型参数;而后提出了一种半主动控制策略,得到了系统的振动响应;与被动悬挂相比,采用磁流变阻尼器的机车横向半主动悬挂系统可显著降低悬挂质量的加速度值.     

车辆主动悬挂的最优控制研究

本文在传统的车辆悬挂设计方法的基础上提出了一种主动悬挂的最优自适应控制方法:首先利用优化方法找出悬挂参数与激励(路面谱与车速)之间的最优对应关系,而激励的大小又可通过车身振动加速度来反映,从而推导出根据车身振动加速度反馈来调节悬挂参数的一种新的最优自适应控制方法.仿真计算结果表明该控制方法是有效的,也是易实现的.     

急救车担架支架两级钢丝绳组合式减振的仿真分析与优化设计

针对某型急救车的通用担架支架系统,采用高矮两级组合式钢丝绳弹簧、筒式液压阻尼器和弹性限位装置设计四种新型减振方案。在ADAMS软件中建立包括简化悬架、车身、担架支架、卧姿人体质量块在内的9自由度仿真分析模型,通过对车辆轴头施加实车道路试验测得的垂向加速度信号,在时间域内对仿真模型进行减振分析与优化设计。优化后,最佳减振方案的减振效率达到了31.29%,能够满足工程实际的使用要求。     

LabVIEW＆Matlab在半主动悬挂系统实验台数据采集与控制系统中的应用

利用LabVIEw＆Matlab设计了悬挂系统实验台数据采集与控制系统,实现了LQG（Linear Quadratic Gaussian）最优控制算法下悬挂系统主动／半主动振动控制。在LabVIEW环境下实时采集悬挂系统振动信号,并调用MATLAB Script计算状态反馈增益矩阵、Kalman滤波器的增益矩阵,得出线性二次型Gauss最优控制控制策略下最优控制力、半主动控制力数值;然后将此数值作为伺服信号,通过串口通讯,分别控制车速模拟系统、脉宽调制（PWM）电源进而控制作动器,实现不同车速下悬挂系统主动／半主动振动控制。实验结果表明,应用LabVIEW＆Madab设计的数据采集与控制系统能满足实验需要。     

车辆主动悬架的非线性路面自适应控制研究

针对不同的路面状况,提出一种车辆主动悬架的非线性路面自适应控制方法。采用增加高低通非线性滤波器的方法,对以车身垂直加速度和悬架动行程为目标的控制函数进行优化处理,并利用多滑模鲁棒控制方法,设计了一种主动悬架的非线性路面自适应控制器。进行了零动力学子系统的稳定性分析及系统频率特性分析,理论分析表明整个系统是渐进稳定的。仿真结果显示,在不同的路面激励信号作用下,都能取得较好的控制效果,与被动悬架相比,大大改善了乘座的舒适性及车辆的操纵性能。     

汽车半主动悬架的滑模变结构控制

在1／4汽车动力学模型的基础上，运用滑模变结构方法设计了汽车半主动悬架滑模控制器。基本思想是以半主动悬架的近似天棚阻尼系统作为参考模型，把被控系统和参考模型间的广义误差动力学引入渐近稳定的滑动模态中；采用极点配置法确定滑模切换面参数；用等速趋近率改善滑模运动段的动态品质；根据滑模面上的等效控制力，确定半主动悬架的实时控制阻尼力。仿真结果表明：该滑模控制器性能稳定，具有较好的鲁棒性和跟踪性，对模型参数的变化和外界扰动有一定的适应性。仿真证实了滑模控制器设计的有效性。     

基于T-S模糊模型的主动悬架滑模容错控制器设计

针对主动悬架系统的质量参数不确定性以及作动器出现的随机故障对车辆行驶平顺性和控制稳定性带来的重要影响,该文提出一种基于T-S模糊模型的主动悬架滑模容错控制器设计方法。为了描述悬架参数不确定性,基于T-S模糊模型建立1/4车辆的非线性模型,利用故障调节因子表示作动器故障的大小,进而获得考虑悬架系统质量不确定性和作动器故障的车辆主动悬架控制模型。接着,将滑模控制与自适应理论结合,设计合适的滑模面函数和滑模容错控制律,以达到故障悬架系统的容错控制目的;并基于Lyapunov稳定性理论,对所提出控制器稳定性和悬架系统安全约束性能进行了分析。最后,给出一个仿真算例,验证了所设计控制器的有效性和适用性。     

汽车半主动悬架技术研究综述

综述国内外汽车半主动悬架技术研究的最新进展。着重介绍半主动悬架目前常用的几种基本力学模型及其考虑各种因素影响修正模型；详细分析具有弹性元件的刚度系数和（或）阻尼系数可调的几种典型减振环节的研究开发现状；及其用于检测汽车运行状况的各种功能的专用传感器性能；分析和论述半主动悬架所涉及到的三大类控制策略中各种控制方法的优缺点及其应用现状；最后,提出半主动悬架技术发展，今后需要关注的若干问题。