磁流变液减振器模拟工况实验台控制策略研究

为提高磁流变液减振器模拟工况实验台的控制精度，设计了基于扩张状态观测器的自抗扰控制器.该控制器为系统的目标期望信号安排了合理过渡过程，将系统的外部扰动和内部扰动作为广义扰动，设计了扩张状态观测器，利用扩张状态观测器利用系统输出的测量值来估计系统的状态变量和广义扰动的实时作用量，并在控制过程中对广义扰动进行补偿.仿真分析和实验结果表明，该控制器能够降低液压伺服系统固有的非线性和大范围变化的阻尼负载挠动对实验台鲁棒性能的影响，使实验台获得较高的控制精度和抗干扰能力.     

汽车磁流变减振器多项式模型的研究

将优化后的磁流变减振器放在MTS849减振器试验台上进行试验,在不同的减振器活塞运动速度下,改变通电电流,测试磁流变减振器的示功图和速度特性。利用试验数据,进行多项式拟合,精确的建立了该减振器的阻尼力模型,便于对其半主动悬架实施实时控制。     

重型半挂车侧倾稳定性仿真与分析

针对重型半挂车侧倾稳定性问题,建立了车速可变的八自由度动力学模型。在变车速情况下进行了阶跃转向输入下的仿真,并分析了重型半挂车结构参数和车速对其侧翻稳定性的影响。仿真结果表明:牵引车驱动轴为侧倾稳定性危险车轴,当车速过高或前轮转角过大时,首先离地;增大各轴轮距、降低簧载质量质心高度、提高半挂车悬架侧倾刚度、降低牵引车悬架侧倾刚度能够有效地提高重型半挂车侧倾稳定性。     

磁流变减振器阻尼力分析

根据剪切模式和流动模式共同作用机理,分析了磁流变减振器的工作原理;基于Navier-Stokes方程,分析了轴对称模型的流变学方程;利用Bingham模型,描述了磁流变液的本构方程,得出了减振器阻尼力方程;基于阻尼力的表达式,分析了间隙、长度、半径、磁场强度和活塞速度对阻尼力的影响.结果表明:间隙的减小或磁场强度的增加会使阻尼力迅速增加;其它因素对阻尼力的影响相对较小.     

基于磁流变减振器汽车半主动悬架的最优控制仿真

建立了二自由度1/4汽车半主动悬架模型,在线性最优化理论的基础上设计出磁流变减振器半主动悬架的最优控制器,并在MATLAB/SIMULINK环境下进行仿真,结果表明采用最优控制器的流变减振器半主动悬架有效地改善了汽车行驶平顺性和乘坐舒适性。     

罐式半挂车侧倾稳定性动态耦合仿真

针对传统罐式半挂车液固耦合困难的问题,采用等效机械摆模型模拟圆柱罐体内的液体晃动,利用Trucksim多自由度车辆模型,实现了物理学摆模型与Trucksim模型之间的数据交互。突破了以往只能在恒定加速度下进行流体仿真研究的局限性,建立了基于动态特性的罐式半挂车侧倾稳定性模型。通过Trucksim-Matlab/Simulink联合仿真,在不同工况条件下研究了变充液比情况下罐内液体晃动所带来的冲击效应对罐式半挂车整车侧倾稳定性的影响。在实时动态条件下探讨了不同充液比时,侧向加速度侧翻阈值的变化情况。结果表明:罐式半挂车辆在充液比为0.6左右时侧翻阈值最低,其液体冲击效应在车辆完成规定动作过程中以及完成规定工况后均影响明显。     

重型半挂车的动力学建模及侧倾稳定性分析

在Matlab/simulink中建立重型半挂车的数学模型及动力学仿真模型,进行变车速阶跃转向输入下,车辆结构参数对其侧倾稳定性影响的仿真分析。得出重型半挂车侧倾稳定性与主要结构参数和不同车速间的内在关系,为重型半挂车侧倾稳定性设计提供理论依据。     

磁流变减振器的整车平顺性试验研究

磁流变减振器利用磁流变液体黏度的连续可控特性实现了减振器阻尼力连续可调,从而可以实现汽车半主动悬架的实时控制,基于此制作了一款磁流变减振器,按照汽车平顺性试验标准,对整车做了平顺性试验,试验结果表明汽车上各测点的振动加速度幅值明显下降,有效提高了汽车的平顺性。     

行程相关减振器的建模与试验

基于减振器的工作原理、内部结构和阀系特性,应用ADAMS/Hydraulics建立了行程相关减振器的数学模型。行程相关减振器的阻尼力不仅与速度有关,而且受行程影响。该模型使用能描述阀系特性的参数建立减振器动力学特性与内部结构的关系,计算结果与试验数据符合较好。该模型可用于研究减振器结构参数及外特性对整车性能的影响。     

基于最优控制的重型车主动侧倾控制研究

针对重型半挂车的侧倾稳定性问题,建立了重型半挂车的动力学模型,并提出了一种基于回路传输恢复技术的LQG主动侧倾控制算法。设计各个车速下LQG控制器,并进行了阶跃转向工况下车辆的仿真。仿真结果表明:LQG主动侧倾控制算法有效提高了重型半挂车的侧倾稳定性。     

基于多级鲁棒PID控制的汽车稳定性控制策略

利用AMESim软件搭建了整车和液压制动系统模型。将基于H∞控制理论的PID控制算法应用于汽车稳定性控制的研究。根据车辆行驶状态的变化调整鲁棒PID控制器的参数,构建以横摆角速度和质心侧偏角为控制目标的汽车稳定性控制算法。进而利用PID控制算法得出制动轮缸压力,实现了整车的稳定性控制。利用Matlab/Simulink和AMESim建立联合仿真平台,对控制算法进行验证。结果表明,该控制算法具有很好的实时性和控制效果,能够满足车辆稳定性控制的要求。     

磁流变阻尼器驱动的智能车辆悬挂控制及实验

针对由新型的磁流变阻尼器驱动的智能车辆悬挂设计要求,提出了一种基于天棚阻尼律实现不对称阻尼特性的半主动控制方案,能有效地抑制驱动电流的“开-关”冲击特性和磁流变阻尼器滞环特性产生的不良影响.将该控制器与四分之一车辆模型相结合,在变幅度谐波、平滑脉冲和随机信号激励下,对该半主动控制器的性能进行了仿真分析,并通过设计的硬件在环测试系统进行了系统的实验研究.结果验证了所提出的智能车辆悬挂设计能理想地实现车辆驾乘舒适性、与路面可靠接触、悬挂空间等多目标悬挂性能,以及对簧载质量变化的鲁棒特性.     

基于模型预测的车辆稳定控制

利用三自由度车辆模型设计了模型预测控制器,发动机力矩PI控制器和制动力矩模糊控制器。并针对制动单移线转向行驶典型工况进行了仿真验证,结果表明,所设计的车辆稳定性控制器具有良好的控制效果,能够明显的改善车辆操纵稳定性;开发的制动力矩算法能够充分利用各个车轮的制动力,使得在发动机力矩改变和主动制动压力等输入都较小的情况下,获得较好车辆操纵稳定性。     

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.     

基于直接横摆力矩控制的汽车稳定性控制策略

建立了适用于汽车稳定性分析的人-车闭环系统整车动力学模型,提出了保证质心侧偏角为零的前馈和单神经元两种DYC控制策略。通过对这两种控制策略的低附着双移线道路仿真,对比分析了两种不同控制策略的控制效果。仿真结果表明:单神经元DYC控制策略能更有效地控制汽车运动状态,提高汽车纵向及侧向稳定性。     

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。