车辆能量回馈式主动悬架系统研究

提出了一类新的主动悬架系统,被称为"能量同馈式主动悬架系统".其特点是在对车辆进行减振的同时,将车辆振动的能量吸收,转化为电能贮存起来,并可将存贮的能量用于作动器产生主动控制作用力.以四自由度半车模型为例,阐述了能量回馈式主动悬架的基本结构和原理,分析了系统能量平衡存在的条件.最后在Matlab/Simulink中对系统的运行效果进行了仿真.仿真结果表明系统在实现主动减振控制的同时还能够反馈能量.     

电磁反力式混合型主动悬架的模糊控制方法

悬架系统是车辆的重要组成部分,对行驶平顺性和操纵稳定性等有着重要影响。全主动悬架能极大地改善车辆的行驶平顺性,但结构复杂且需消耗较多附加能量。本文研究了一种新颖的主动悬架——电磁反力式混合型主动悬架的模糊控制方法。根据该主动悬架的结构特点,建立了2自由度1/4车辆模型,通过动力学分析建立了其数学模型并提出了模糊控制策略。在MATLAB /Simulink环境下,对采用模糊控制的系统进行了仿真。结果表明：采用模糊控制的该主动悬架系统,时域内的车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷分别较被动悬架系统改善24.57%、8.33%、12.71%;较PID控制时也有明显改善;从车身加速度信号的频谱可以看出：模糊控制的该主动悬架与被动悬架相比,在分析的各频率下均大大降低了方均根值,轮胎共振频率处尤为明显,表明作动器的控制效果明显。     

油气主动悬架不确定性对重载车辆平顺性的影响分析

重载车辆主动悬架由于受到系统内部不确定和外部扰动的共同作用，使得闭环系统鲁棒性以及由此引出的车辆行驶平顺性变化需要引起特别的重视。本文利用线性分式变换理论对车辆主动悬架系统进行了不确定建模分析，应用鲁棒控制和结构奇异值理论，设计了鲁棒控制器。讨论了在车辆系统参数变化和存在输入端未建模动态不确定的条件下，不确定对车辆平顺性的影响。研究结果表明，在不确定范围内，鲁棒控制器不但保证了主动悬架系统平顺性的名义性能，而且，主动悬架系统各项平顺性能指标的鲁棒性同样得到了满足。     

基于磁流变阻尼器的车辆悬架半主动控制研究--间接自适应控制与实验

在分析磁流变阻尼器车辆悬架非线性特性的基础上，设计了一类神经网络间接自适应控制器，并根据系统的低频特性和作动器的快响应，实现了悬架振动的神经网络实时控制。计算机仿真和悬架实验的结果均表明，神经模拟器能够逼近非线性系统，神经控制器能在时域和频哉内以较高的精度控制悬架系统的振动。     

高速开关阀控主动悬架系统的最优控制

车辆主动悬架是一种典型的主动隔振装置。本文作者曾提出过一个高速开关阀控主动悬架系统，并通过实验证实其可以取得与现行压力比例阀控系统同等的控制效果。本研究为所建立的系统设计了一个带有状态观测器的最优调节器控制器。对应一个１／４车体模型进行了仿真分析与实验研究，结果表明，应用所设计的最优调节器控制器可使系统性能得到改善。     

具有可调增益的模糊—PID电液主动控制悬架

针对车辆悬架受不平路面激励作用下的振动,进行电液主动隔振研究,在分析PID和模糊控制方法的基础上,对车辆悬架系统的单自由度电液模拟装置进行了理论和实验研究,提出增益自动跟踪和变系数的模糊－PID控制算法,根据输入信号偏差的大小分别采用模糊或PID控制,通过微型计算机与MCS－98单片联机调试控制,悬架振动的控制效果得到提高,从2.875Hz到7Hz的低频范围内取得了优于被动控制的减振效果,为主动隔振技术在车辆减振实时控制中的应用提供了理论根据和实验基础。     

车辆主动座椅悬架的天棚反步控制器设计

为提高车辆的乘坐舒适度,针对车辆主动座椅悬架提出一种新的基于近似天棚阻尼参考模型的反步控制方法。在建立并分析 1/4车辆座椅悬架动力学模型的基础上,把近似天棚阻尼系统作为参考模型,将实际被控系统和参考模型之间的动态误差引入到反步的思想中,在保证系统达到一致渐进稳定的前提下,通过反步设计方法完成控制器设计 ,最终获得基于加速度反馈的实时作动力。最后通过与 PID和被动悬架仿真结果的对比,证明该系统的动态误差是指数渐近稳定的,且该方法可明显增强车辆座椅悬架系统减振效果,所提出的反步控制方法对于座椅悬架的实际控制具有参考价值。     

持续有界路面激励下的车辆主动悬架可靠L1干抗抑制控制

在车辆主动悬架控制当中,路面激励通常可建模为一类持续有界的外部干扰。针对该问题,提出了车辆主动悬架的可靠L1干扰抑制控制方法。区别于以往的H∞/GH2控制方法,文中无需假设路面干扰为能量有界的情况。在控制器设计中,使用L1性能指标来提高汽车悬架的舒适性,同时保证悬架的其它性能,如悬架动行程、轮胎动载荷、控制饱和和执行器错误。以线性-分数矩阵不等式给出了控制的设计条件,控制器可根据凸优化方法和广义特征值问题求得,且相应的闭环系统具有指数的稳定性及L1干扰抑制性能。最后通过数值实例表明,在持续有界的正弦型和随机白噪声路面激励下,系统能取得理想的驾驶舒适性能,并保证悬架硬约束。     

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。     

油气悬架在工程车辆中的应用及关键技术

车辆悬架系统关系到汽车的行驶平顺性和操纵稳定性.传统悬架无法在各种行驶条件下提供良好的减振性能.油气悬架系统是集弹性元件与阻尼元件于一体的悬架装置.根据工程车辆实际发展现状,结合国内外油气悬架系统先进技术及工程应用,论述了油气悬架研究的关键技术.认为油气悬架是发展现代工程车辆的关键结构,能够满足工程车辆平顺性和操纵稳定方面的要求.     

液氮汽车的可行性分析

基于朗肯循环过程，对液氮驱动汽车的可行性进行了理论研究，研究了不同的初始膨胀压力的温度下，分别进行等温膨胀和绝热膨胀时，低温发动机所能获得的单位制冷可用能和相应的Yong效率，并对采用甲烷-液氮两级联合的朗肯循环进行了理论分析，提出了进一步提高其性能的途径。从经济性的角度，认为液氮汽车相对于其它零排放汽车有优势。     

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。     

滞后非线性车辆悬架系统多频激励下的安全与复杂性分析

结合顺行平面Hamilton系统周期-能量关系和KAM理论,研究滞后非线性单自由度1/4车辆悬架系统多频激励下的受扰振动问题,给出两种初值条件下系统受扰固有周期运动的理论解析,证明了系统存在安全的拟周期状态。借助Melnikov函数讨论了系统产生混沌的可能性及成因,分别对系统拟周期及混沌状态进行了数值模拟。为悬架系统的参数识别、稳定区域分析及优化设计提供理论依据。     

基于虚拟样机模型的车辆蓄能悬架联合仿真研究※

基于机电系统相似性理论,设计了一种采用惯性蓄能器的车用蓄能悬架系统。运用PrO/E软件建立了机械式惯性蓄能器的三维实体模型,通过接口程序Mech/Pro将蓄能器三维模型导入到动力学仿真软件ADAMS中,与弹性元件、阻尼器连接,构建了1/4车辆蓄能悬架虚拟样机模型。在ADAMS和Matlab/Simulink联合仿真环境中,分别对正弦输入、随机路面输入和阶跃输入作用下的蓄能悬架动态性能进行仿真分析。结果表明,蓄能器具有“通高频、阻低频”的性能特点,与传统的被动悬架相比,蓄能悬架可有效降低车身垂直振动加速度,提高了车辆的行驶平顺性。     

悬索桥纵向和竖向耦合自振研究

悬索桥的振动性状中呈现纵飘振动与竖向反对称低阶振动相互耦合的特点。基于挠度理论和能量原理,研究了耦合自振的频率计算方法。首先把加劲梁的单纯纵飘看作单摆振动,得出其等代摆长和振动频率。再结合主缆的竖向反对称低阶振型下的纵向位移特点,建立考虑主缆纵向位移影响的加劲梁纵飘振动的简化计算模型,获得其势能增量的简单表达式。由哈密顿原理,推演了耦合振动频率的计算方法。通过5 座桥梁实例验证,利用该文公式获得的耦合频率和振型形状判定与有限元计算结果吻合良好,表明该文提出的计算方法实用可靠。     

超精密机床的主动隔振系统研究

本文以ＨＣＭ－Ｉ型亚微米超精密车床为研究背景,在分析了机床结构与振动的基础上,建立了机床主动隔振系统的力学模型。通过几种作动器的性能对比选择了磁致伸缩作动器为执行器。通过反馈控制分析和实验,表明：采用主动隔振可以明显提高机床减振性能,尤其对低频隔振效果较好。     

隔震换能系统换能效果试验研究

隔震换能系统是在隔震层安装了换能装置的隔震结构,该系统能够将地震传给结构的部分能量转换成液压能,并储存起来。对5层钢框架模型的隔震换能系统进行模拟地震振动台试验,研究换能装置的性能和隔震换能系统的换能效果和控制效果,为隔震换能系统的实际应用奠定基础。试验表明,换能装置的换能性能良好,出力可靠,耗能稳定,在控制效果接近普通橡胶垫隔震系统控制效果的前提下,换能效率达到了50%～80%。     

巨型框架悬挂体系抗震原理及初步设计方法

介绍了利用主次子结构的截断模态综合法进行主次组合结构动力分析方法,通过对 传递函数的分析,揭示了巨型框架悬挂体系抗震原理。悬挂体系对巨型框架的驱动作用是该 结构体系的主要特征,巨型框架悬挂体系的振动控制取决于对驱动力的控制,提出了用异步 驱动原理来控制悬挂体系对巨型框架驱动力的控制,并提出了巨型框架悬挂体系基于异步驱 动原理初步设计方法。     

曲线公路隧道行车间距对活塞效应的影响研究

结合正在建设的实际工程项目,采用数值计算方法对曲线隧道内行车间距及车速对活塞效应的影响进行分析.结果表明:汽车进入隧道和驶出隧道时,隧道断面平均风速明显增大;当汽车在隧道内行驶时,汽车与隧道壁面的环状空间及尾部内均出现了强烈的回流及涡流现象;行车间距的增加有利于提高汽车有效阻力系数,增强汽车产生的活塞效应.在相同的行车...     

汽车主动悬架的最优控制及计算机仿真

本文分析了汽车主动悬架和被动悬架的基本工作性能，基于随机最优控制理论，建立了悬架系统的数学模型，并进行了分析，计算，模拟计算结果及幅频特性图表明主动悬架在改善汽车行驶平顺性和操纵稳定性方面，要优于被动悬架。