车辆半主动悬挂模型跟踪滑模控制系统仿真

针对铁路车辆横向振动稳定性控制问题,对安装有磁流变减振器的铁路车辆,设计了一种基于跟踪理论的滑模变结构控制器。运用数值仿真软件,对以天棚阻尼控制器为参考模型的模型跟踪滑模控制器系统进行数学仿真,数学仿真结果表明:模型跟踪滑模控制器具有良好的振动控制效果。     

基于观测器的半主动悬架天棚控制设计与实现

建立了1/4车辆半主动悬架控制系统的动力学模型,设计了Kalman滤波器.在Kalman滤波器的基础上,设计了滑模观测器.采用天棚控制算法,建立了基于观测器的1/4车辆半主动悬架天棚控制器.仿真结果表明,相对于被动悬架,基于Kalman滤波器和滑模观测器的天棚控制平顺性有较大提高,但轮胎动载荷略有增加,所设计的Kalman滤波器能较好的估计被控悬架的绝对速度和相对速度,而滑模观测器比Kalman滤波器能更为精确地估计悬架的状态,稳定性好,控制器具有更好的控制效果.     

车辆半主动悬架分数阶天棚阻尼控制研究

为提高车辆行驶舒适性和减小轮胎对路面动载荷,建立二自由度天棚阻尼控制的半主动汽车悬架模型,将分数阶微积分理论应用到天棚阻尼控制的半主动汽车悬架上,采用Oustaloup数字滤波器模拟分数阶微积分,进而通过遗传算法寻找出分数阶天棚控制的最优参数。最后,建立分数阶天棚阻尼悬架系统的仿真模型,并对其进行时频域仿真分析。仿真结果表明:分数阶天棚阻尼半主动悬架在保持整数阶控制性能的前提下,在各个方面均有一定的提高和改善。     

汽车磁流变半主动悬架控制策略对比研究

在分析磁流变减振器的结构与原理的基础上,建立起较为简化的汽车磁流变减振器数学模型。同时,建立了1/4汽车半主动悬架系统动力学模型及路面谱模型;分别设计了基于磁流变半主动悬架系统的天棚控制器、地棚控制器、PID控制器及模糊控制器,并利用Matlab/Simulink软件进行了仿真试验对比研究。在天棚控制策略下,车身加速度降低16.32%,悬架动挠度降低16.91%;在地棚控制下,车身加速度降低11.29%,悬架动挠度降低2.94%;在PID控制下,车身加速度降低79%,悬架动挠度反而上升73%;在模糊控制下,车身加速度降低21%,悬架动挠度降低12%,轮胎动载荷降低5%。结果表明,模糊控制磁流变半主动悬架有效减小了车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷,明显地提高了汽车乘坐舒适性和操纵稳定性。     

半主动空气悬架的滑模变结构控制

建立了空气悬架汽车2自由度1/4车数学模型,利用极点配置法和等效控制法分别设计了滑模切换面函数和滑模控制器。在MATLAB/SIMULINK环境下研究了滑模控制器对车身垂向加速度,悬架动挠度和车轮动载荷在时域和频域上的作用效果,并以Fuzzy-PID控制的空气悬架系统为参考模型验证了滑模变结构控制器的有效性。仿真结果表明:所设计的空气悬架滑模控制器性能稳定,在时域分析中,滑模变结构控制使得所研究的空气悬架系统各项评价指标均下降30%左右,在频域分析中,比较Fuzzy-PID控制滑模变结构控制也表现出了优越的性能,使空气悬架系统隔振性能明显改善。     

馈能磁流变半主动悬架模糊滑模控制

为优化悬架减振性能和馈能性能,提出了一种馈能磁流变减振器结构,并设计了相应的半主动悬架模糊滑模控制策略。建立了磁流变减振器力学模型和馈能模型,以及相应的二自由度半主动悬架系统数学模型。针对半主动悬架系统的不确定性,基于混合天地棚阻尼控制系统,设计了滑模变结构控制器。使用饱和函数缓解系统抖振,并运用模糊控制优化滑模控制器。用谐波叠加法生成路面激励输入,分别对被动悬架、基于混合天地棚阻尼控制的半主动悬架以及基于模糊滑模控制的半主动悬架进行对比仿真。结果表明：基于模糊滑模控制的半主动悬架减振性能更好,能耗更小,且有良好的馈能性能,验证了馈能磁流变减振器结构的可行性和模糊滑模控制策略的有效性。     

半主动悬架 EHA 阻尼器控制器设计

悬架是汽车的重要组成部分,对汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性有很大影响。在分析目前国内外汽车半主动悬架的基础上,提出基于电液作动器EHA(electro-hydrostatic actuator)的半主动悬架阻尼可调控制器原理,并进行了该控制器的设计。     

车辆半主动悬架控制器的设计与研究

车辆悬架的半主动控制技术是近年来车辆悬架研究的热点课题.本文分析了油气悬架半主动控制的控制要求.考虑军用车辆乘坐的舒适性和悬架的发热功率,提出了一种实时的控制策略.根据控制要求和控制策略,完成了半主动控制器硬件和软件设计.以双口RAM为桥梁,采用CPLD作为通讯时序控制器,实现了DOM方式下MIC总线芯片和主控芯片的通讯,成功地把军用MIC总线应用在半主动控制器中并进行了验证性的性能试输.试验结果表明,该控制器起到了预期的控制目的.     

汽车半主动悬架的鲁棒控制

在多自由度车辆动力学模型的基础上，设计了一个基于多输入系统的滑模控制器。研究了系统在随机激励条件下的频域响应，计算了响应均方根值。考查了滑模控制器在变参数条件下的鲁棒特性。仿真结果表明，多输入系统的滑模控制器控制性能稳定，对于系统参数的改变，具有良好的鲁棒特性，采用滑模控制器的半主动悬架，其车身垂直加速度、俯仰角加速度及前后悬动挠度均得到明显的抑制，说明控制器的控制效果显著。     

汽车磁流变半主动悬架混合天棚控制仿真

设计开发有效的控制策略是实现半主动悬架功能的关键。在分别对天棚控制和地棚控制半主动悬架的工作域分析的基础上,兼顾天棚控制和地棚控制各自优点,提出并设计了一种混合天棚半主动悬架控制算法,建立了汽车半主动悬架系统动力学模型,进行了磁流变减振器的力学试验建模,开展了磁流变半主动悬架的混合天棚控制仿真分析。结果表明,相对于被动悬架,混合天棚控制半主动悬架的簧载质量加速度降低了9.4%,悬架动挠度降低了20%,轮胎动载荷降低了3.2%。混合天棚控制半主动悬架不仅能够降低簧载质量加速度,同时明显减小了悬架动挠度和轮胎动载荷,提高了汽车的平顺性和操纵稳定性。     

汽车悬架系统混沌运动的自适应反演滑模控制

从存在干扰作用的不确定性汽车悬架系统出发,结合反演设计理论,提出悬架系统混沌运动的自适应滑模控制方法。该方法利用自适应律对系统所受不确定性因素进行估计,采用Lyapunov函数理论证明该控制器的渐进稳定性。仿真结果表明：即使存在悬架系统参数时变、模型不确定以及不同等级路面激励干扰情况,该控制方法也能对悬架系统混沌运动进行有效控制,使无序的振动位移和速度向稳定状态转变,且其数值大幅降低,同时悬架系统的垂直振动加速度也明显减小,车辆行驶的平顺性和安全性提高。由于控制器不依赖汽车悬架系统模型中的非线性项,且控制器中的自适应干扰估计能有效抵消不确定性因素所带来的影响,具有良好的自适应性和鲁棒性,因此研究结果可望为设计汽车可控悬架系统、提高乘坐舒适性,提供有用的控制方法参考。     

半主动悬架及其控制系统的设计与研究

设计了一种节流口可调式液压减振器，通过理论分析和阻尼特性试验，得出了阻尼力与步进电机转角之间的关系。在此基础上，设计了半主动悬架控制系统，建立了半主动悬架试验物理模型，并进行了半主动悬架系统试验研究。结果表明，设计的半主动悬架及其控制系统性能稳定可靠，其动态性能明显优于传统被动悬架。     

基于模糊动态模型的半主动悬架控制系统设计及稳定性分析

在可调减振器性能试验的基础上,建立1/4悬架模糊动态模型,提出一种基于模糊动态模型的半主动悬架控制系统及稳定性分析方法.利用Lyapunov稳定性定理,分析每个模糊子空间闭环系统的稳定性,根据每个模糊子系统稳定性条件,给出模糊控制系统全局稳定的充分条件.以半主动悬架系统仿真计算为基础,开发出以80C51单片机为核心的控制器,研制1/4车辆半主动悬架1:1台架试验系统,并进行台架试验.计算和试验结果基本吻合,基于模糊动态模型的半主动悬架控制系统稳定、有效,为半主动悬架系统的失稳机理及稳定性控制进一步研究奠定了基础.     

Semi-active Sliding Mode Control of Vehicle Suspension with Magneto-rheological Damper

The vehicle semi-active suspension with magneto-rheological damper(MRD) has been a hot topic since this decade, in which the robust control synthesis considering load variation is a challenging task. In this paper, a new semi-active controller based upon the inverse model and sliding mode control(SMC) strategies is proposed for the quarter-vehicle suspension with the magneto-rheological(MR) damper, wherein an ideal skyhook suspension is employed as the control reference model and the vehicle sprung mass is considered as an uncertain parameter. According to the asymptotical stability of SMC, the dynamic errors between the plant and reference systems are used to derive the control damping force acquired by the MR quarter-vehicle suspension system. The proposed modified Bouc-wen hysteretic force-velocity(F-v) model and its inverse model of MR damper, as well as the proposed continuous modulation(CM) filtering algorithm without phase shift are employed to convert the control damping force into the direct drive current of the MR damper. Moreover, the proposed semi-active sliding mode controller(SSMC)-based MR quarter-vehicle suspension is systematically evaluated through comparing the time and frequency domain responses of the sprung and unsprung mass displacement accelerations, suspension travel and the tire dynamic force with those of the passive quarter-vehicle suspension, under three kinds of varied amplitude harmonic, rounded pulse and real-road measured random excitations. The evaluation results illustrate that the proposed SSMC can greatly suppress the vehicle suspension vibration due to uncertainty of the load, and thus improve the ride comfort and handling safety. The study establishes a solid theoretical foundation as the universal control scheme for the adaptive semi-active control of the MR full-vehicle suspension decoupled into four MR quarter-vehicle sub-suspension systems.     

车辆磁流变半主动悬架滑模变结构优化控制

对悬架系统所用磁流变阻尼器进行阻尼特性试验,利用Levenberg-Marquardt优化算法对磁流变可调Sigmoid模型进行参数辨识,运用最小二乘法对辨识的参数进行拟合;基于天棚阻尼系统,设计了四分之一车辆悬架系统滑模控制器;采用极点配置法确定切换面参数,使用饱和函数代替符号函数,缓解滑模控制系统抖振问题,运用模糊...     

汽车主动悬架模糊PID控制器的设计

针对汽车悬架这种复杂系统,建立了2自由度的汽车主动悬架数学模型,将模糊控制理论和PID控制策略经过有机结合后运用于主动悬架控制。用Matlab语言及其Simulink工具箱仿真,结果表明,设计的主动悬架与被动悬架比较,其舒适性得到了明显改善,验证了这种控制策略的可行性及有效性。