主动悬架 LQG 控制与模糊 PID 控制的比较研究

为了解决主动悬架系统控制问题,建立了1／2车辆主动悬架系统动力学模型,并设计了两种应用于主动悬架的控制器：LQG控制器和模糊PID控制器。 LQG控制器以车身垂向加速度、俯仰角加速度、悬架动挠度、轮胎动位移和悬架控制力作为其性能评价指标。模糊PID控制器将PID控制器与模糊控制器并联,采用了双模糊控制,分别以质心速度及其变化率和俯仰角速度及其变化率作为前、后悬架模糊控制器的两个输入;输出分别为前、后悬架的控制力。将分别应用这两种控制器的主动悬架在Simulink中仿真,结果表明两种控制器均能很好地改善汽车平顺性和乘坐舒适性。通过对两种控制的综合比较,模糊PID控制更具有实用性。     

半主动悬架模糊PID控制器设计及仿真分析

针对传统悬架控制精度低、稳定性较差等缺陷,设计了一种半主动悬架模糊PID控制器.首先,在Matlab/Simulink模块中建立模糊PID控制器模型,以簧载质量的位移偏差及其变化量作为输入参数,输出参数为KP、KI、KD;然后,应用Adams软件搭建汽车1/4半主动悬架模型;最后,进行Simulink和Adams联合仿真,评价控制器的使用效果.分析结果显示,此模糊PID控制器可显著降低汽车车身垂向加速度和悬架动挠度,改善了汽车行驶中的平顺性.     

汽车磁流变半主动悬架的模糊PID控制研究

为了解决传统的被动悬架阻尼参数不可调节,汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性难以改善的问题.提出使用磁流变阻尼器代替被动阻尼器,通过将磁流变阻尼器基于BP神经网络的逆向模型与模糊PID控制器形成闭环反馈来实现对汽车悬架的半主动控制.通过仿真实验和数据分析得到,基于磁流变阻尼器的模糊PID控制的半主动悬架系统的车身垂直加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的均方根植明显比被动悬架的均方根值小.结果表明:该方法可以有效地提高汽车的乘坐舒适性和操作稳定性,改善悬架系统的性能.     

基于模糊PID控制的半主动空气悬架系统研究

以空气悬架系统为研究对象,建立了半主动空气悬架的1/4车辆模型及白噪声的路面激励模型,将模糊控制理论和PID控制方法结合起来设计模糊PID控制器,并利用Simulink对建立的动力学模型进行平顺性仿真分析。从最终的结果可以得到结论:与传统PID控制的空气悬架相比,模糊PID控制的半主动空气悬架能更好地提高车辆的行驶平顺性。     

基于模糊PID的半主动悬架控制策略研究

针对传统被动悬架平顺性不足的问题，本文研究了基于模糊PID的半主动悬架控制策略。通过CarSim软件建立某C级轿车的整车模型，基于模糊PID控制原理在Simulink中设计控制器并配置相关参数，建立基于滤波白噪声的路面模型，并将其载入CarSim软件。通过在CarSim中设置数据输入、输出仿真端口，将车辆模型运行数据通过S-Function模块发送到Simulink中求解控制信号，再通过S-Function模块施加到CarSim中，形成闭环控制系统，最后进行联合仿真试验验证模糊PID控制算法的有效性。仿真结果表明，配置有模糊PID控制器的半主动悬架明显改善了车辆的平顺性。该研究具有广阔的应用前景。     

基于DSP他励直流电机模糊PID控制器仿真研究

针对他励直流电机调速系统参数模型的非线性、时变性,常规PID控制器参数离线整定带来的非优化的问题,提出一种基于DSP的模糊PID控制器算法,以电流反馈误差及误差的变化率作为模糊控制器的输入变量,采用参数自整定的模糊PID控制器实现PID参数在线优化。以DSP开发系统作为仿真平台,将他励直流电机传递函数转换为差分方程,构成基于模糊PID控制器的数字闭环他励直流电机仿真系统。利用DSP高速运算能力进行在线仿真,观察常规PID控制器和模糊PID控制器产生的系统输出波形。CCS2.0和MATLAB仿真实验表明：模糊PID控制器基本实现输出无超调,系统阶跃响应的上升时间和调整时间均比常规的PID控制器阶跃响应的小。模糊PID控制器应用于他励直流电机调速系统中,控制性能明显高于基于常规PID的调速系统。     

基于模糊PID控制器的1/2整车半主动悬架仿真研究

通过抽象简化建立1/2整车半主动悬架数学模型,并在MATLAB软件中搭建仿真模型;计算出被动悬架的簧载质量、速度及其变化率,并作为主动悬架控制的输出量。半主动悬架采用模糊PID复合控制器,用模糊控制策略对PID控制器在给定的参数范围内进行在线实时调整。研究结果表明:采用模糊PID复合控制器的半主动悬架在不同车速阶段,对改善整车的总体性能有明显作用,车身垂直加速度、车身俯仰角加速度、前后悬架动行程改善明显,提升了整车在不同车速范围内的乘坐舒适性和操纵稳定性。     

基于FUZZY-PID的汽车主动悬架的仿真研究

根据汽车主动悬架的基本结构，通过力学分析建立了两自由度的车身及悬架系统数学模型，设计了用于该主动悬架的模糊控制器，对PID参数进行自动调整，应用Matlab／Simulink控制系统仿真软件，对1／4汽车主动悬架模型进行计算机仿真。并进行了与常规PID主动悬架系统的比较，结果表明具有此模糊控制器的主动悬架在提高车辆乘坐的舒适性和操纵的稳定性方面明显优于其它形式的悬架系统。     

电控液压助力转向系统与主动悬架的集成控制

建立了整车主动悬架和电控液压助力转向系统的动力学模型,分析了接受PID控制的双闭环电控液压助力转向系统输出的转向助力矩,通过车身姿态参数动态调整悬架作动器作用力的大小,实现悬架和转向的集成控制.相对于传统的悬架和转向系统,引入预测控制理论,并建立了预测控制器,既保证了车辆操纵轻便性,又显著提高了整车操纵稳定型、安全性和行驶平顺行等整车综合性能.     

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。     

汽车非线性悬架系统的无模型自适应控制方法研究

针对非线性悬架系统的控制问题,建立1/2车数学模型,提出一种双输入-双输出结构的改进型无模型自适应控制方法。该方法以车身的垂直振动加速度和俯仰角加速度为反馈量,以零加速度为控制期望,前后悬架的作动力为控制器输出。工作从双输入-双输出的紧格式动态线性化模型出发,引入一种加权改进的控制准则函数,推导出控制器数学表达式,并理论分析了悬架控制系统的稳定性。不同路面和车速的控制仿真对比结果表明,该方法相比传统的无模型自适应控制能进一步降低车身垂直振动加速度、动行程、轮胎形变,以及车身的俯仰角加速度,能更好地改善车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。     

模糊自适应PID控制在开关磁阻风力发电系统中的应用研究

针对风速的突变性和不确定性,以及开关磁阻发电机的非线性和强耦合性的特点,提出了基于模糊自适应PID闭环控制优化输出电压的方法。介绍了开关磁阻发电机系统的运行原理和模糊自适应PID控制原理,并利用Matlab/Simulink工具分别对常规PID控制和模糊自适应PID控制下开关磁阻发电系统的输出电压进行仿真及对比分析。实验结果表明:模糊自适应PID闭环控制输出电压控制精度更高,动态性能更好,抗干扰能力和鲁棒性较强。     

基于模糊PID控制器的麦弗逊悬架联合仿真研究

通过实验测出磁流变阻尼器在不同电流作用下的力与速度关系的阻尼系数特征数据,并将所得阻尼数据导入麦弗逊悬架多体动力学模型;计算簧载质量速度及其变化率作为主动悬架控制的输出量;半主动悬架采用模糊PID复合控制器,用模糊控制策略对PID控制器在给定的参数范围内进行在线实时调整;在MATLAB中搭建悬架系统联合仿真模型。仿真计算结果表明:在各不同车速阶段,采用模糊PID复合控制器均对改善悬架的总体性能有明显作用;且车身垂直加速度、悬架动行程及车轮侧向滑移量在低频阶段改善突出,提升了整车在不同车速范围内的乘坐舒适性与操作稳定性。     

改进增量式PID在电动车异步电机控制的应用

通过一种改进增量式PID控制算法解决纯电动车的三相异步电机在常规PID控制算法下,其启动、刹车或大幅度增减设定的速度值时存在输出饱和、噪声干扰、积分环节存在饱和效应,不能有效改善纯电动车电机系统的动态特性等问题,将其应用于纯电动车的三相异步电机的控制.通过建立纯电动车三相异步电机仿真模型,并与常规PID控制、自适应控制进行比较分析,仿真结果表明:改进的增量式PID控制可提高三相异步电机励磁绕组所产生的磁链旋转质量,使其速度加快,及时跟随电机对转速的调节需求,有效提高了电机的动态特性.     

太阳能发电中DC/DC变换器控制

太阳能光伏发电作为一种新能源,易受季节变化、昼夜交替的影响,因此其输出电压很不稳定.鉴于此,本文采用Luo-converter对原始电压进行升压,采用模糊自适应PID控制器控制输出电压的稳定,该控制器利用模糊推理在线调整PID参数,既具有传统PID控制器良好的动态跟踪性能和稳态精度,又具有模糊控制器鲁棒性较强、动态响应快和超调量小的优点.仿真表明,该方法有效地提高了输出电压的稳定性.     

两轮毂农用无人车自动转向自适应模糊PID控制研究

为解决农耕设备无人作业自动转向问题,以自动化改造的两轮毂农耕机为研究平台,采用自适应模糊PID控制实现自动转向角度的高精度、快速响应控制。建立了两轮毂独立驱动电机的角度控制数学模型,给出了控制算法推导过程,设计了模糊控制器以实时在线地调整增量式PID控制器参数。在比例、积分、微分控制参数相同的情况下,以相同角度值的阶跃信号作为激励信号,进行自适应模糊控制器和常规PID控制器的对比仿真。结果表明:自适应模糊PID控制器的响应时间为0.7s,比常规PID的响应时间快了4.3s;小角度转向时,角度的平均误差为0.37°,大角度转向时平均误差为0.44°。可见该模糊PID控制系统满足农耕设备自动转向控制要求。     

基于模糊PID控制策略的二自由度半主动悬架仿真研究

通过MATLAB软件建立基于二自由度半主动悬架动力学仿真模型,计算簧载质量速度及其变化率作为半主动悬架控制的输入量;半主动悬架采用模糊PID复合控制器,用模糊控制策略对PID控制器在给定的参数范围内进行在线实时调整.计算结果表明:采用模糊PID控制器在各不同车速阶段对改善悬架的总体性能有明显作用,车身垂直加速度、悬架动行程、轮胎动行程在低速阶段改善突出,性能分别提升6.7%,4.1%,4.5%.     

基于蝙蝠算法的PID控制参数优化技术与仿真研究

PID参数整定是PID控制中的一个重要环节,传统的PID参数整定方法已经不能完全适用。为提高PID参数优化精度,解决传统PID参数整定时产生的误差较大问题,将蝙蝠算法引入控制系统中优化PID控制参数。通过MATLAB仿真,比较蝙蝠算法、粒子群优化算法和增量式PID控制算法对控制参数优化的性能。实验结果表明：在函数寻优测试中,与遗传算法、粒子群优化算法相比,蝙蝠算法能防止陷入局部最优,使种群更加稳定并达到更好的收敛速度和寻优精度;在PID控制参数优化中,与粒子群优化算法、增量式PID控制算法相比,蝙蝠算法优化PID控制参数的实际输出曲线最贴近理论输出曲线,稳定性更好。     

基于气动人工肌肉理论的半主动空气悬架研究

以改善空气悬架动态性能为目标,提出一种基于气动人工肌肉理论的空气悬架系统。在建立 二自由度车辆悬架系统模型、空气弹簧模型、气动人工肌肉动态模型以及迟滞特性数学模型的基础 上,依据气动人工肌肉理论的执行器动态特性,设计模糊 ＰＩＤ 控制策略。对不同路面的仿真结果表明：与被动悬架相比,采用模糊 ＰＩＤ控制的空气悬架动态特性有一定改善;对于基于气动人工肌肉理论 的 模 糊 ＰＩＤ 控制的空气悬架,车身垂向加速度和车轮动载荷均方根值分别降低 ７２％ 和 ４１％,两指标的功率谱密度在人体敏感频率区域得到明显改善。仿真实验验证了采用基于气动人工肌肉理论的空气悬架系统对车辆行驶平顺性改善的可行性。     

汽包水位模糊控制研究

针对汽包水位控制系统优化问题,基于模糊控制理论设计了一种二输入、三输出模糊自整定PID控制器,建立了汽包水位模糊自整定PID控制系统.并对基于传统PID控制和模糊自整定PID控制进行仿真对比分析.结果表明:模糊自整定PID控制可以很好地改善控制系统的动态和静态特性,使汽包水位的稳定性明显提高.