汽车主动悬架系统的离散最优控制

为改善汽车乘坐舒适性和操作性,研究1／4汽车主动悬架系统的离散最优控制问题,给出汽车主动悬架系统的离散化模型,并通过引入路面扰动补偿向量,给出悬架系统的有限时域前馈反馈最优控制律．通过求解矩阵微分方程得到扰动补偿向量．该控制律容易实现,对由路面引起的振动有明显的抑制作用．     

车辆座椅次优控制主动悬架设计及分析

为了进一步提高车辆乘坐舒适性,同时有效地解决线性二次型高斯最优控制器在实际应用中存在的待测状态变量多、路面参数获取困难、应用成本高等问题,基于1/4车辆座椅主动悬架系统模型,设计了一种基于次优控制理论的车辆座椅主动悬架,并对不同待测状态变量下的车辆座椅次优主动悬架的性能进行了探讨,进而得到了基于次优控制理论的车辆座椅主动悬架的最优控制策略.在此基础上,通过与传统车辆座椅被动悬架、最优控制主动悬架进行对比分析,对所设计的座椅次优控制主动悬架的应用效果进行了验证,为车辆座椅主动悬架系统设计提供了一种新的技术思路.     

两种自适应控制算法在悬挂系统中的应用

为了减小车辆悬挂系统的振动,采用半主动悬挂系统作为对象,并建立了其CARMA模型,提出了自适应控制中的两种算法:最小方差自校正控制算法和极点配置自校正控制算法.前者可使系统输出的方差最小,而后者可使系统的动态特性达到预期的目的.仿真结果表明,车体垂直方向的加速度大大减小,减振的目的也已达到.这两种算法都能减小悬挂系统中的振动,具有一定的实用性.     

路面激励下主动悬架和四轮转向的协调控制

为了研究主动悬架和四轮转向系统的协调控制,建立包含悬架系统和转向系统的整车动力学模型.基于LQR控制理论分别设计了主动悬架和四轮转向的控制器,对比分析不同加权系数时车辆在路面激励下的频率响应,研究了主动悬架和四轮转向的控制对车辆操纵稳定性的影响;针对车辆的稳态响应(不考虑路面激励的影响),采用横摆率跟踪控制策略进行前后轴主动悬架控制力的匹配控制;在主动悬架和四轮转向2个单独控制器的基础上,以主动悬架控制力的匹配为主要协调机制,设计了主动悬架和四轮转向的协调控制器,对两者的控制量进行调整.仿真结果表明,主动悬架和四轮转向的协调控制可以获得优于两者简单叠加时的整车综合性能.     

基于随机线性最优控制的汽车主动悬架控制器设计

通过建立车辆半车模型的动力学方程,应用随机线性最优控制理论设计了车辆主动悬架LQR控制器,并在Matlab/Simulink环境中构建了实现该控制策略的仿真模型,对仿真结果进行了时域和频域分析,结果表明:具有LQR控制器的主动悬架能有效减小车身加速度和悬架动挠度,可以更好地改善车辆的舒适性.     

飞机牵引车主动悬架的最优控制

针对飞机牵引车主动油气悬架的控制问题,提出了一种以悬架和车身之间作用的合力为研究对象的设计方案,解决了因油气弹簧刚度和阻尼的非线性给控制系统带来的问题.以提高飞机牵引车的乘坐舒适性和操纵稳定性为控制目标,采用最优控制理论,根据车身加速度、悬架动行程和轮胎变形量三个指标的容限,给出权重系数矩阵,进而求得反馈控制矩阵.仿真...     

Fuzzy Logic Control for Semi-Active Suspension System of Tracked Vehicle

The model of half a tracked vehicle semi-active suspension is established. The fuzzy logic controller of the semi-active suspension system is constructed. The acceleration of driver‘s seat and its time derivative are used as the inputs of the fuzzy logic controller, and the fuzzy logic controller output determines the semi-active suspen-sion controllable damping force. The fuzzy logic controller is to minimize the mean square root of acceleration of the driver‘s seat. The control forces of controllable dampers behind the first road wheel are obtained by time delay, and the delay times are determined by the vehicle speed and axles distances. The simulation results show that this control method can decrease the acceleration of driver‘s seat and the suspension travel of the first road wheel,the ride quality is improved obviously.     

主动悬架耗散控制系统仿真与分析

建立主动悬架半车四自由度模型,应用耗散系统理论设计了主动悬架严格(Q,S,R)-耗散状态反馈控制器,使用Matlab/Simulink对系统模型进行仿真,使用时域和频域方法分析了车身垂直加速度、俯仰角加速度、悬架动行程和轮胎动位移4项指标,与被动悬架做了对比分析.仿真结果表明,使用严格耗散控制器的主动悬架在改善车辆乘坐舒适性和行驶平顺性方面效果明显.     

Active suspension with optimal control based on a full vehicle model

The 7-DOF model of a full vehicle with an active suspension is developed in this paper. The model is written into the state equation style. Actuator forces are treated as inputs in the state equations. Based on the basic optimal control theory, the optimal gains for the control system are figured out. So an optimal controller is developed and implemented using Matlab/Simulink, where the Riccati equation with coupling terms is deduced using the Hamilton equation. The all state feedback is chosen for the controller. The gains for all vehicle variables are traded off so that majority of indexes were up to optimal. The active suspension with optimal control is simulated in frequency domain and time domain separately, and compared with a passive suspension. Throughout all the simulation results, the optimal controller developed in this paper works well in the majority of instances. In all, the comfort and ride performance of the vehicle are improved under the active suspension with optimal control.     

自调整模糊控制技术在汽车悬架系统中的应用

以车辆操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标,提出一种在线可调整的模糊控制算法,其模糊控制规则表可以用解析方法得到.该算法不仅体现了一般模糊控制算法对非线性系统具有的明显优势,而且可以利用LMS自适应模块调整模糊控制器的修正因子,改善了一般模糊控制算法对专家先期经验依赖的缺陷.通过对简化的车辆模型仿真计算分析,证明该算法对悬架系统的振动控制具有较好的效果;并在两自由度的悬架系统试验台架上进行了试验研究,结果证明,与被动悬架系统相比,LMS自适应模糊主动悬架系统簧上质量加速度均方根降低41%.     

线控四轮独立驱动轮毂电机电动车集成控制

从提高车辆操纵稳定性的角度,基于模型预测控制理论对线控四轮独立驱动轮毂电机电动车进行主动转向(AFS)、直接横摆力矩(DYC)和主动悬架(AS)的集成控制研究。采用分层集成控制结构,设计了模型预测控制器。研究了驱动力矩控制分配规则和AS控制方法,实现了AFS/DYC的水平集成控制和AFS/DYC/AS的全局集成控制,并通过仿真实验对算法进行了验证。仿真结果表明:集成控制算法能够实现车辆有效跟踪期望值,提高车辆极限工况的稳定性和主动安全性。     

主动悬架平顺性和侧倾姿态综合控制策略

针对汽车转向操作,首先设计了主动悬架平顺性和操纵稳定性的LQG控制方法,进而提出将LQG控制与模糊控制相结合的综合控制策略。建立九自由度的主动悬架系统整车模型,利用Matlab/Simulink软件分别对随机路面上汽车转向盘角阶跃输入和单正弦输入进行控制仿真,将综合控制策略主动悬架与LQG控制主动悬架和被动悬架仿真结果进行性能指标的对比分析。结果表明:本文提出的综合控制策略能够在LQG控制基础上,充分减小车身侧倾角,优化车身侧倾姿态,达到同时提高汽车平顺性和操纵稳定性的目的。     

提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究

车辆高速转向时，车身向弯道外侧倾斜，严重时会导致侧翻事故.针对此问题，开展了提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究.首先建立了考虑横摆和侧倾运动的六自由度车辆动力学模型；然后确定了车辆在转向运动时的期望侧倾角，并以此为控制目标设计主动侧倾控制器，使车身实际侧倾角逼近期望侧倾角.在不同行驶工况下，仿真研究了车身侧倾角、乘员感知加速度和横向载荷转移率，并考察了实现主动侧倾控制所需的主动悬架功耗和由主动侧倾引起的悬架动挠度变化.研究结果表明：主动侧倾控制能实现车辆转向时实际侧倾角迅速逼近期望侧倾角，且在复杂行驶工况下依然能使车辆具有良好的行驶稳定性；主动侧倾控制减小了悬架的动挠度峰值，使乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率都能快速接近零值，且实现主动侧倾的主动悬架功耗较小，保证了车辆的经济性能.     

基于交替迭代的车辆主动悬架LQG控制器设计

针对主动悬架线性二次高斯控制(linear-quadratic-Gaussian control, LQG)控制器,提供一种快速确定其最佳控制加权系数及最优控制力的方法。 通过车辆行驶平顺性评价指标分析,利用无量纲归一化思想建立主动悬架最优控制目标函数,给出平顺性加权系数与控制加权系数间的关系;根据主动悬架力学模型,利用Newmark-β显式积分法,建立平顺性加权系数仿真分析模型。以路面不平度作为输入激励,以轮胎动位移和悬架动挠度为约束条件,借鉴交替迭代思想建立交替迭代优化算法,建立主动悬架LQG控制加权系数及控制力的优化方法。通过与现有LQG控制器设计方法的对比分析,对本设计方法的先进性和可靠性进行仿真验证,结果表明设计的LQG控制器能够显著改善车辆的乘坐舒适性。     

Study on preview control method of active suspension based on a half-car model

Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ,ｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｓｏｆｍｏｄｅｒｎｃａｒ,ｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｃａｒｆｏｒｅｘａｍｐｌｅｒｉｄｉｎｇｃｏｍｆｏｒｔａｎｄｇｏｏｄｈａｎｄｌｉｎｇｅｔ...     

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.     

Vibration Control of Vehicle Suspension System by Electrorheological Damper

Over the past three decades ,vibration control ofvehicle suspension systems has always been the sub-ject of extensive research in order to provide a goodride comfort performance for passengers . The pri ma-ry objective function of any vehicle suspension systemis toisolatethe bodyfromroadway disturbances[1 -5].Generally three types of suspension systems are used,namelythe fully active ,the semi-active and the pas-sive control systems . Compared with the other twosuspensions,the semi-active susp…     

Investigation on full vehicle height control algorithm using feedback linearization method

Aiming to improve the control accuracy of the vehicle height for the air suspension system, deeply analyzing the processes of variable mass gas thermodynamics and vehicle dynamics, a nonlinear height control model of the air suspension vehicle was built. To deal with the nonlinear characteristic existing in the lifting and lowering processes, the nonlinear model of vehicle height control was linearized by using a feedback linearization method. Then, based on the linear full vehicle model, the sliding model controller was designed to achieve the control variables. Finally, the nonlinear control algorithm in the original coordinates can be achieved by the inverse transformation of coordinates. To validate the accuracy and effectiveness of the sliding mode controller, the height control processes were simulated in Matlab, i.e., the lifting and lowering processes of the air suspension vehicle were taken when vehicle was in stationary and driving at a constant speed. The simulation results show that, compared to other controllers, the designed sliding model controller based on the feedback linearization can effectively solve the "overshoot" problem, existing in the height control process, and force the vehicle height to reach the desired value, so as to greatly improve the speed and accuracy of the height control process. Besides, the sliding mode controller can well regulate the roll and pitch motions of the vehicle body, thereby improving the vehicle''s ride comfort.     

基于ADAMS和MATLAB的主动悬架控制联合仿真研究

汽车悬架的动力学性能直接影响到汽车的平顺性和操纵稳定性,利用ADAMS软件建立四分之一汽车主动悬架模型,通过MATLAB/Simulink求解主动悬架线性最优控制策略,并对其进行联合仿真[1]。结果表明基于最优控制的汽车主动悬架减小了车辆振动,提高了车辆的平顺性和安全性。为汽车悬架减振性能的开发设计提供了一种有效的方法。     

汽车磁流变减振器建模及其侧倾稳定性控制策略

首先建立了磁流变减振器外特性模型,以此为基础,提出了一种改进的天棚阻尼控制算法,实现了基于磁流变减振器的阻尼力主动控制,达到了控制车辆侧倾的目的。进行了CarSim和Matlab/Simulink联合仿真验证。仿真结果表明,所建立的磁流变减振器模型可以用于车辆悬架的控制研究,改进的天棚阻尼控制算法可以实现车辆的侧倾稳定性控制。