基于磁流变阻尼器的履带车辆悬挂系统半主动控制

将磁流变阻尼器应用于履带车辆的悬挂系统中,研究了磁流变阻尼器在不同电流下的力学特性和耗能特性。建立了履带车辆二自由度车体振动模型,提出了基于线性二次型(LQR)最优控制理论的半主动控制算法。对典型沙土路面激励下履带车辆悬挂系统的半主动控制效果进行了仿真,与被动及开关控制的减振效果进行比较,得出了车体振动加速度、线位移、角加速度和角位移的响应曲线。结果表明,该控制算法对基于磁流变阻尼器的履带车辆悬挂系统有着很好的控制效果。     

磁流变阻尼器力学特性及其在车辆悬挂系统中的应用

对磁流变阻尼器的力学特性进行了理论分析和实验研究，得出了其阻尼力与电流、振动速度和振幅等因素之间的变化关系，并将该阻尼器应用于车辆悬挂系统中，建立了基于该阻尼器的履带车辆振动模型，提出了相应的半主动控制算法，对路面激励下悬挂系统的控制效果进行了仿真，结果表明，将磁流变阻尼器应用于履带车辆的悬挂系统可以大大减小车体响应，有着广阔的工程应用前景。     

基于UM的磁流变阻尼器模糊控制

运用模糊控制方法设计了基于车体加速度和车体加速度变化率的模糊控制器,利用磁流变阻尼器模型将车体产生的电流转换为阻尼力。运用MATLAB/Fuzzy Toolbox+UM软件建立了磁流变阻尼半主动悬架仿真系统,通过数值仿真分析比较了列车在相同输入条件下基于磁流变阻尼器模糊控制与被动悬挂控制的时间响应特性。仿真结果表明:采用基于磁流变阻尼器的模糊控制方法,阻尼器实际阻尼力能有效跟踪控制系统的期望阻尼力,从而提高动车的平稳性、安全性。相对于被动悬挂,基于磁流变阻尼器的模糊控制系统能够有效减小车体振动,脱轨系数平均改善率为32.04%,轮重减载率平均改善率为46.45%;车体中部的横向振动加速度最大值改善率最高;横向Sperling指数在车体前端改善率较高,为11.05%。     

基于磁流变阻尼器的半主动悬挂控制实验研究

将磁流变阻尼器应用于半主动悬挂系统。建立了基于磁流变半主动悬挂系统的二自由度1/2车体的履带车辆振动模型。应用LQR最优控制理论,提出了一种基于磁流变阻尼器的履带车辆半主动控制策略,并在振动实验台上进行了半主动控制实验,模拟了车辆通过正弦路面的情形,结果表明,应用该控制策略能得到良好的减振效果。     

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%。     

基于磁流变阻尼器的铁道车辆结构振动半主动控制

在建立铁道车辆柔刚体系统垂直动力学模型的基础上,应用独立模态空间控制理论和最优控制理论,对影响车辆垂直运行平稳性的车体低阶弯曲结构振动和浮沉、点头等刚体振动进行控制。根据铁道车辆悬挂系统的特点,提出采用磁流变阻尼器作为作动器,以降低车体垂直加速度进而改善运行平稳性为目标的半主动控制策略,来实现在性能改善和能量消耗之间的协调,在ADAMS和Matlab/Simulink?环境下,应用机械系统和控制系统联合仿真技术,对采用半主动控制策略的整车性能进行仿真研究。仿真结果显示该半主动控制策略能较好地抑制车体第一阶弯曲模态的结构振动,并可改善车辆运行平稳性,针对铁道车辆系统的磁流变阻尼器在设计上是可行的。     

基于变论域模糊控制的车辆半主动悬架控制方法

针对车辆半主动悬架系统,提出了一种基于变论域模糊PID控制方法,目标是提高车辆在随机路面激励作用下的平顺性。通过将变论域方法与模糊PID控制器相结合来解决模糊PID存在的因模糊规则制定盲目性而产生的在线调节时间过长等问题。由仿真和实验研究对比可知,变论域模糊PID控制下的半主动悬架系统中的车身垂直振动速度和加速度比常规PID控制下的车身垂直振动速度和加速度分别减小了46.56%和29.21%,相比被动悬架系统的车身垂直振动速度和加速度分别减小了58.05%和49.74%。使用该车辆半主动悬架模糊控制方法可提高车辆的平顺性。     

加速度输入的履带车辆悬挂系统LQR控制建模与仿真

建立了以加速度作为路面激励输入信号,且考虑非悬置质量的履带车辆二自由度二分之一车辆力学模型,选定状态变量,推导出悬挂系统状态方程和振动微分方程。基于线性二次型(LQR)最优控制理论的主动控制算法得出最优控制力,依据磁流变阻尼器半主动限界Hrovat控制算法追踪最优控制力,实现悬挂系统磁流变阻尼半主动控制。对典型正弦路面激励下履带车辆悬挂系统的主动、半主动控制效果进行了仿真,并与被动控制效果进行比较。结果表明,建立的力学模型可信,算法能很好控制车体位移和加速度。     

柔性车辆振动和运行平稳性控制研究

通过对铁道车辆柔刚体系统进行动力学分析，应用独立模态空间控制理论，提出了通过控制车体的一阶垂直弯曲模态和车体浮沉、点头刚体振动模态，改善车辆运行平稳性的混合控制策略。在最优控制基础上，采用磁流变阻尼器作为作动器的半主动控制策略，实现能量消耗和控制效果的协调。机械系统和控制系统的联合仿真结果显示：半主动控制策略较好地抑制了车体低阶弹性弯曲振动和车体浮沉刚体振动；车辆运行平稳性性能的改善接近最优控制策略；对车辆系统而言，半主动磁流变阻尼器的实现是可行的。     

基于磁流变减振器不确定半车悬架模型的半主动鲁棒控制研究

在分析半车悬架结构不确定性的基础上,建立了磁流变减振器半主动控制的半车模型,设计了鲁棒控制框图和鲁棒控制器.为了提高运行速度和便于工程实现,对所设计的高阶控制器进行了降阶处理,并进行了被动悬架、标准鲁棒控制半主动悬架和降阶控制器半主动悬架的频域分析.结合鲁棒控制器和半主动控制策略,在Simulink环境下构建了完成了被动悬架和降阶鲁棒控制器组成的半主动悬架时域仿真模型,对车辆在不同等级路面、不同行驶速度情况下的舒适性进行了全面的仿真研究和分析.仿真证明,所设计的鲁棒控制器和处理方法满足工程需要,相对于被动悬架车辆簧载质量垂向振动均方根值降低了14.1%以上,俯仰角架速度均方根值降低了31%以上,控制效果良好,乘坐舒适性得到提高.     

基于九点控制算法的汽车悬架半主动控制研究

基于逻辑控制思想,选用一种新型智能控制器-九点控制器对带有磁流变阻尼器的汽车悬架实现半主动控制,利用SIMULINK对该系统进行计算机仿真,仿真结果表明:九点控制器半主动控制能有效衰减车体振动,且具有较强的稳定性和鲁棒性,为实现汽车悬架半主动控制提供了基础.     

车辆半主动悬架神经网络控制研究

建立了车辆半主动悬架的1／4车辆模型，研究中主要以车身垂直加速度为主要控制目标。在仿真研究阶段，以白噪声、正弦渡和锯齿波为路面激励；与被动悬架进行对比分析了车身加速度、悬架动挠度、车轮动载荷三项指标，通过对振动响应量的均方根值分析，可以得出半主动悬架优于被动悬架，其中神经网络控制效果最好，表明神经网络自适应控制策略应用于丰主动悬架控制是可行的和有效的。     

磁流变半主动悬架研究及道路试验

利用自主开发的磁流变阻尼器和控制驱动系统对某国产微型面包车悬架进行了半主动控制改装,并进行了磁流变半主动悬架的实车道路试验.与原车被动悬架相比,磁流变半主动悬架有效地降低了车身1～10Hz的垂直加速度.     

履带车辆磁流变半主动悬挂系统控制算法研究

将磁流变阻尼器这种智能阻尼减振装置应用于车辆悬挂系统中，构成了新型的半主动悬挂系统。建立了1／2车体动力学动模型。研究了瞬时最优控制（IOC）和经典线性最优控制（COC）两种控制算法及其实现问题。通过对某型履带车辆在典型沙土路面激励下的振动响应进行仿真，得出了不同控制策略下车体的响应情况。比较分析表明，两种控制策略下磁流变半主动悬挂系统都有着较好的减振效果。     

基于模糊PID算法的汽车半主动悬架振动控制

选择了某微型汽车悬架的磁流变减震器为研究对象,运用汽车动力学理论建立了1/4汽车半主动悬架控制系统动力学模型,基于模糊PID控制算法设计了模糊PID控制器.车辆在不同路面输入谱和不同行驶速度下,以悬架的簧载质量加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷3个基本参数来表征磁流变半主动悬架系统的振动特性,运用Matlab/Simulink软件对该悬架系统进行仿真研究,仿真结果表明,当汽车在不同等级的路面上行驶时,随着车速的提高,采用模糊PID控制半主动悬架汽车的簧载质量加速度和悬架动挠度的幅值相对于被动悬架均明显减小,表现出了良好的控制效果.轮胎动载荷与被动悬架的幅度大体相当,偶尔还比被动悬架幅值高,但综合来看,模糊PID控制器能更好地减小汽车振动,进一步提高汽车的乘坐舒适性.结果同时也说明了模糊PID控制具有很好的鲁棒性.采用磁流变减振器的半主动悬架系统有效地改善了汽车乘坐舒适性和操纵稳定性.     

一种汽车磁流变半主动悬架的研制

为了改善车辆平顺性和行驶安全性,设计了一种基于单出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架。在分析传统的磁流变减振器力学模型的基础上,提出了一种改进的磁流变减振器多项式模型,试制了磁流变减振器样机,进行了磁流变减振器的力学特性试验,设计了半主动悬架天棚控制器、地棚控制器和LQG控制器,进行了不同控制策略的对比仿真分析,开发了磁流变半主动悬架试验测试系统,开展了该磁流变半主动悬架的LQG控制台架试验测试。结果表明,所研制的磁流变减振器耗能效果良好,能够最大限度地发挥振动衰减功能。与被动悬架相比,在4Hz和5Hz正弦激励下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度分别降低15.80%和23.36%,在随机路面激励下簧载质量加速度降低19.46%。     

一种新型的磁流变阻尼器及其在半主动控制车辆悬架中的应用研究

研制了一种新型的磁流变阻尼器 ,进行了阻尼器的阻尼特性试验。在性能试验的基础上 ,提出了描述磁流变阻尼器阻尼特性的非线性滞回模型。采用磁流变阻尼器实现车辆悬架系统半主动控制 ,提出一种基于最优控制理论的半主动控制方案 ,给出了悬架系统在B级公路路面激励下控制数值仿真结果。结果表明基于最优控制理论的半主动控制磁流变阻尼器有明显的控制效果 ,可以有效地提高车辆的乘坐舒适性 ,具有良好的应用前景。     

基于鱼群算法的永磁体-电磁阀式磁流变阻尼器半主动悬架系统

为了提高汽车悬架系统工作性能,对磁流变阻尼器半主动悬架控制系统进行了研究。首先,基于磁流变阻尼器工作原理,将永磁体与电磁阀引入其中,设计新型磁流变阻尼器并建立了仿真模型,示功特性试验结果表明,所设计的新型阻尼器可以满足汽车悬架的使用要求,同时,速度特性试验表明所建立的阻尼器模型具有较高的可信度;其次,基于牛顿定律建立了7自由度整车悬架模型;为了提高悬架控制效果,在对常规鱼群算法进行改进的基础上,设计了适合汽车悬架系统最优控制器的鱼群算法,实现了两者的集成控制;最后,进行了仿真试验。试验结果表明,与被动悬架相比,基于鱼群最优控制算法控制的汽车车身质心垂直加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度分别减小了38.95%、35.12%、35.98%,有效地提高了汽车的动力学性能。     

汽车磁流变悬架垂直振动控制与试验研究

在对整车振动系统进行分解和简化的基础上,提出一种分级智能控制系统,设计了用仿人智能思想来在线修改模糊控制器参数的1/4车磁流变悬架振动模糊自适应局部控制器,设计了整车悬架垂直振动的协调控制规则用于调整4个局部控制器的输出值.在MATLAB平台上对分级控制系统进行仿真,构建了磁流变悬架系统垂直振动的整车测控与评价系统,在不同条件下进行了道路试验.相对于被动悬架,分级控制的磁流变悬架使汽车底板振动加速度下降了约15%,使座椅振动加速度下降了约23%,表明用分级控制来减小磁流变悬架系统的垂直振动是可行的,可降低因模型的简化带来的影响,提高汽车的平顺性.     

基于磁流变阻尼器的半主动悬挂系统模糊控制策略

建立了磁流变阻尼器和1/2车辆半主动悬挂系统模型,并对该系统设计了一种模糊控制策略。充分利用Mat-lab/Simulink仿真平台对基于磁流变阻尼器的半主动悬挂系统进行仿真分析。结果表明,较被动悬挂系统,该半主动悬挂系统很好地抑制了车身浮沉振动加速度,显著改善了车辆乘坐舒适性。