基于ADAMS的载重汽车半主动悬架磁流变减振系统研究

为改善车辆悬架系统的刚度和阻尼特性,通过分析载重汽车半主动悬架系统的运动,建立了半主动悬架磁流变减振器阻尼力设计模型,确定了磁流变阻尼器的结构参数、控制策略,应用ADAMS软件仿真分析了磁流变连续可变阻尼半主动悬架的动力学响应。仿真结果表明,磁流变阻尼器具有很好的阻尼减振效应。利用磁流变液体的表观黏度随外加磁场变化阻尼可变的特性,控制半主动悬架的刚度和阻尼规律,实现了载重汽车的自适应减振,有效改善了车辆的行驶平顺性及操纵稳定性。     

基于微分几何的汽车半主动悬架解耦控制算法仿真

由于车辆各个车轮都受路面的激励,故车辆簧上质量的振动耦合了各个车轮引起的振动。为使车辆有效减振,建立了1/2汽车非线性模型。考虑到磁流变阻尼器控制的可实现性,磁流变阻尼器采用了一种磁滞多项式模型。利用微分几何的方法对该非线性模型进行解耦,经过解耦的非线性系统成为独立的互不干扰的线性子系统,且悬架簧上质量的振动不受路面激励的影响。设计了减振控制律,并根据控制律计算出磁流变阻尼器的控制电流,从而对解耦的线性系统进行减振。仿真结果表明,簧上质量振动的加速度大幅衰减,这说明该控制方法是有效的,且阻尼器采用磁滞多项式模型是可行的。     

车路耦合振动中Galerkin截断收敛阶数的研究

Galerkin截断法是研究车路耦合系统动力学响应的常用方法.将路面假设为非线性黏弹性地基夹层梁模型,车辆假设为匀速运动的弹簧振子,建立车路耦合系统的振动方程.基于路面线性固有频率,提出两种确定Galerkin截断收敛项的有效方案,并分析系统耦合振动响应的收敛性.观察不同车速下的路面响应和车辆振动位移.当车身发生共振时,分析不同路面厚度下Galerkin截断数对系统收敛性的影响.讨论系统达到收敛时,车辆悬架刚度和阻尼,路面不平度波长和幅值对路面变形和车辆振动位移的影响.数值研究表明,提出的方案对车路耦合系统的收敛性判断具有较高的准确性,大大提高了计算效率,对研究人员解决车路耦合系统动力学问题有一定的促进作用.     

车辆磁流变半主动空气悬架模糊滑模控制研究

为进一步提高车辆行驶过程中的平顺性,提出了一种半主动空气悬架模糊滑模控制策略.对空气悬架系统所用的磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)进行力学性能试验,利用遗传算法对磁流变阻尼器的改进双曲正切模型进行参数辨识.对空气弹簧建立刚度模型,基于改进双曲正切模型,建立1/4车辆磁流变半主动空气悬架系统模型.针对空气悬架系统的不确定性,建立基于模糊控制的滑模变结构控制策略;通过调整滑模控制的边界层,有效地抑制抖振对控制精度的影响,从而确保了系统的稳定性.以随机路面激励作为输入,分别对被动空气悬架、基于模糊PID控制和基于模糊滑模控制的半主动空气悬架进行仿真分析,结果表明基于模糊滑模控制的半主动空气悬架具有更好的减振性能和乘坐舒适性.     

车辆磁流变半主动空气悬架模糊滑模控制研究

为进一步提高车辆行驶过程中的平顺性,提出了一种半主动空气悬架模糊滑模控制策略.对空气悬架系统所用的磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)进行力学性能试验,利用遗传算法对磁流变阻尼器的改进双曲正切模型进行参数辨识.对空气弹簧建立刚度模型,基于改进双曲正切模型,建立1/4车辆磁流变半主动空气悬架系统模型.针对空气悬架系统的不确定性,建立基于模糊控制的滑模变结构控制策略;通过调整滑模控制的边界层,有效地抑制抖振对控制精度的影响,从而确保了系统的稳定性.以随机路面激励作为输入,分别对被动空气悬架、基于模糊PID控制和基于模糊滑模控制的半主动空气悬架进行仿真分析,结果表明基于模糊滑模控制的半主动空气悬架具有更好的减振性能和乘坐舒适性.     

车辆磁流变半主动空气悬架模糊滑模控制研究

为进一步提高车辆行驶过程中的平顺性,提出了一种半主动空气悬架模糊滑模控制策略.对空气悬架系统所用的磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)进行力学性能试验,利用遗传算法对磁流变阻尼器的改进双曲正切模型进行参数辨识.对空气弹簧建立刚度模型,基于改进双曲正切模型,建立1/4车辆磁流变半主动空气悬架系统模型.针对空气悬架系统的不确定性,建立基于模糊控制的滑模变结构控制策略;通过调整滑模控制的边界层,有效地抑制抖振对控制精度的影响,从而确保了系统的稳定性.以随机路面激励作为输入,分别对被动空气悬架、基于模糊PID控制和基于模糊滑模控制的半主动空气悬架进行仿真分析,结果表明基于模糊滑模控制的半主动空气悬架具有更好的减振性能和乘坐舒适性.     

车辆磁流变半主动空气悬架模糊滑模控制研究

为进一步提高车辆行驶过程中的平顺性,提出了一种半主动空气悬架模糊滑模控制策略.对空气悬架系统所用的磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)进行力学性能试验,利用遗传算法对磁流变阻尼器的改进双曲正切模型进行参数辨识.对空气弹簧建立刚度模型,基于改进双曲正切模型,建立1/4车辆磁流变半主动空气悬架系统模型.针对空气悬架系统的不确定性,建立基于模糊控制的滑模变结构控制策略;通过调整滑模控制的边界层,有效地抑制抖振对控制精度的影响,从而确保了系统的稳定性.以随机路面激励作为输入,分别对被动空气悬架、基于模糊PID控制和基于模糊滑模控制的半主动空气悬架进行仿真分析,结果表明基于模糊滑模控制的半主动空气悬架具有更好的减振性能和乘坐舒适性.     

四分之一车辆悬架系统随机振动分析

基于统计法模拟路面不平度,建立了四分之一车辆悬架系统振动模型,用线性化方法得出车身垂直加速度和车轮动载荷功率谱密度均方根。针对某轻型客车悬架,用Excel进行数字仿真,其计算结果表明,用统计线性方法求解悬架系统随机振动问题是可靠的,该程式用于分析悬架系统隔振特性,作为车辆平顺性和安全性的评价依据。     

汽车非线性悬架最优控制的研究

建立了车辆两自由度非线性动力学模型及包含悬架刚度立方非线性的运动微分方程,运用Runge-Kutta方法求出了被动悬架与半主动悬架系统对水泥路面、搓板路面、卵石路、鱼鳞坑路4种路谱的响应,采用模拟计算法得出车身竖直振动加速度的均方根值,并将被动悬架与半主动悬架系统的响应进行比较,在振动舒适度改进的同时,悬架弹簧的变形量增大,因此应该合理选择系统参数为汽车的动态设计提供了理论依据.     

履带车辆悬挂参数变化对悬挂特性影响分析

通过确定实际履带车辆的简化条件,建立了二自由度车辆悬挂系统模型,得出了车身加速度、悬挂动行程、负重轮相对动载荷对路面输入的幅频特性,分析了悬挂刚度、阻尼系数、负重轮胶圈刚度和非悬置质量等参数变化对悬挂传递特性的影响.结果表明,在进行车辆悬挂系统设计和振动控制时,必须考虑悬挂系统参数的匹配问题和参数变化对振动控制的影响.     

汽车磁流变半主动悬架控制方法研究

根据变论域方法对经典模糊控制算法进行了改进，提出了悬架阻尼力变论域模糊控制算法。根据悬架阻尼控制力与磁流变阻尼器输出阻尼力的力误差，设计了磁流变阻尼器驱动电流控制方法。由汽车结构振动模糊控制子系统和磁流变阻尼器驱动电流控制子系统构建了磁流变半主动悬架控制器，用模糊集语言赋值系数反映了悬架伸张行程和压缩行程不对称阻尼控制力的关系。利用二自由度车辆振动系统简化模型和磁流变阻尼器简化力学模型及其参数，确定了控制器结构及其参数。研究结果袁明，该方法具有较好的控制精度和适应能力。     

聚焦车用橡胶空气弹簧悬架新技术

车用橡胶空气弹簧悬架是连接车辆车身和车轮之间一切传力装置的总称,当车辆在不同路面上行驶时,由于悬架系统实现了车身和车轮之间的弹性支承,有效地降低了车身与车轮的振动,从而改善了车辆行驶的平顺性和操纵稳定性。综述了车用橡胶空气弹簧悬架系统的功用与应用范围,介绍了车用橡胶空气弹簧悬架系统的种类和特点,分析了车用橡胶空气弹簧悬架的性能特点,研究了橡胶空气弹簧悬架的结构原理,指出了车用橡胶空气弹赞悬架技术发展趋势。     

基于ADAMS的车辆悬架参数对ABS影响机理研究

防抱制动系统(ABS)是汽车上的重要安全装置,车轮角减速度和滑移率是ABS的主要控制变量,由于悬架与车身之间存在相对运动,在不平路面行驶或制动时会导致车轮角加速度和滑移率受到干扰。利用ADAMS软件对车辆虚拟样机进行了动力学仿真分析,研究了悬架纵向刚度、纵向阻尼等参数对车轮角加速度和滑移率的影响,为车辆设计提供了依据。     

汽车半主动悬架的鲁棒控制研究

分析基于电流变阻尼器的半主动悬架系统,建立了1/4车辆状态空间模型,在路面输入是随机白噪声下,应用干扰抑制指标,设计H∞控制器,并且用MATLAB进行了数值仿真,与被动悬架相比,H∞控制下的闭环悬架系统能有效降低车身垂直加速度.     

空气悬架SIMPACK与MATLAB联合仿真研究

利用虚拟样机技术建立了基于多体动力学软件SIMPACK的空气悬架客车模型,并基于神经元自适应控制理论在MATLAB中设计了神经元自适应控制器。通过SIMPACK中的路面编辑器建立了脉冲输入以及随机输入两种路面模型,进行了SIMPACK动力学模型与MATLAB控制策略的联合仿真研究。仿真结果表明,由车辆虚拟样机模型和神经元自适应控制策略组成的空气悬架系统,相比于被动悬架系统,有效降低了车身垂直振动加速度响应,抑制了车身姿态变化,改善了客车的行驶平顺性和乘坐舒适性。     

基于磁流变阻尼器的车辆半主动悬架GA-LQR的研究

传统的线性二次型最优控制(LQR)策略可提升车辆乘坐舒适性及操作稳定性,因此广泛应用在车辆半主动悬架中.对车辆半主动悬架用磁流变阻尼器(MRD)进行阻尼特性试验,并采用Bouc-Wen模型建立MRD的力学模型.为确定Bouc-Wen模型中的未知参数,利用遗传算法(GA)对其进行参数辨识.结合所辨识的Bouc-Wen模型,建立1/4车辆磁流变半主动悬架模型.针对LQR控制器存在的加权矩阵Q和R的取值易受主观因素影响的问题,设计了一种基于遗传算法的线性二次型最优控制(GA-LQR)控制器.以随机路面激励作为输入,分别对被动悬架、基于LQR的磁流变半主动悬架和基于GA-LQR的磁流变半主动悬架进行仿真分析,结果表明,基于GA-LQR的磁流变半主动悬架具有更好的乘坐舒适性及操作稳定性.     

履带车半主动悬架的复合控制策略研究

针对履带车行驶路况的多样性、复杂性以及自身结构的特殊性提出了一种基于磁流变阻尼器的履带车辆半主动悬架智能复合控制方法。以1/2履带式车辆悬挂系统为研究对象,对车体的垂直振幅、俯仰角以及车体的垂直振动加速度响应特性进行了分析。该控制方法以磁流变阻尼器为作动器,采用预瞄技术,以模糊控制为前馈控制,以PID控制为反馈控制,在MATLAB/Simulink中建立控制系统模型,对复杂随机路面输出进行数值仿真,仿真结果表明该复合控制方法具有实时性好、鲁棒性好、控制精度高等优点。与被动悬架相比,采用该智能复合控制方法的半主动悬架系统,其车身垂直振幅、俯仰角以及车体垂直振动加速度均得到了很好的控制,其中,垂直振幅均方根值减小了37.2%,俯仰角均方根值减小了45.2%,垂直振动加速度均方根值减小了38.6%。     

悬架刚度的匹配

基于4自由度模型,研究前后悬架刚度对平顺性的影响,进而匹配悬架刚度.建立1/2汽车模型,以前后悬架刚度值为自变量,以C级路面谱输入为例,计算车辆对路面输入的振动响应,用数值计算的方法,得出平顺性各参数的函数,在常用偏频范围内,绘制函数特性曲面及等值线图,进而设计者可以综合选取满足要求的刚度值.     

随机不平度激励下车辆-沥青路面动力学响应分析

高效准确地获取随机不平度激励下车辆-沥青路面交互作用特性,对路面友好型车辆设计、路面服役性能评估极为必要.采取解析法和顺序解耦的求解思路,首先推导随机不平度激励下1/4车辆模型的随机动荷载;而后借助相对坐标变换和Fourier积分变换,基于波传递方法,推导移动车辆随机动荷载作用下黏弹性多层体系沥青路面动力响应解析解,并编制相应的数值计算程序.通过车辆-路面动力学响应算例分析,得出沿车辆移动方向各纵向位置处的沥青路面动力响应幅值与随机动荷载相关.通过车辆-路面系统参数影响分析,可以发现,降低悬架和轮胎刚度系数、增大悬架阻尼系数可以降低沥青层底纵向应变,有利于提高路面疲劳寿命;轮胎阻尼系数对路面动力响应几乎无影响;路面不平度的劣化会显著加剧路面疲劳损伤;增大车辆移动速度会降低沥青层底纵向应变均值,但会增大其变异系数,故为了准确评估路面疲劳寿命,需充分考虑车辆移动速度对动力响应均值和变异系数的综合影响.     

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.