基于改进遗传算法的半主动悬架系统模糊控制优化研究

该文利用ADAMS 软件建立了汽车半主动悬架系统多体模型,通过ADAMS/Control 模块将悬架模型从ADAMS/View中导入MATLAB/Simulink 环境中,然后,完成模糊控制器的设计。模糊控制器的模糊规则由Matlab语言编写的改进遗传算法进行优化,实现汽车半主动悬架系统多体模型模糊控制器的改进遗传算法优化设计。为了检验模糊控制器的控制效果和改进遗传算法的优化性能,在C级路面下,以25m/s和35m/s两种不同车速对半主动悬架系统和被动悬架系统进行对比分析。仿真结果表明:基于改进遗传算法的半主动悬架系统模糊控制能够显著改善汽车的行驶平顺性。     

一种新型汽车主动悬架的研制

提出一种基于电动静液压作动器EHA(Electro-Hydrostatic Actuator)的汽车主动悬架结构.在分析EHA作动器原理和汽车结构基础上,建立了EHA作动系统模型和1/4汽车悬架模型,设计了用于主动悬架的模糊控制算法,在以单频信号作为激励源情况下进行了仿真研究.开发了主动悬架DSP控制器,研制了EHA汽车主动悬架物理样机和试验台架,并进行样机台架试验研究.结果表明,EHA主动悬架明显地改善了汽车行驶平顺性和操纵稳定性,进一步证明了控制算法和EHA主动悬架样机的的可行性和有效性.     

基于动态输出反馈的半车主动悬架系统鲁棒控制

研究了半车主动悬架系统基于输出反馈的干扰抑制鲁棒控制问题。首先建立了半车主动悬架系统的动力学模型,然后针对车体位置和速度、车身俯仰角度和角速度、前后车轮位置和速度无传感器测量情况下,系统中还存在非线性和外界扰动的现象,提出了一种动态输出反馈鲁棒干扰抑制控制策略。理论推导和仿真结果都证明了所设计控制器的正确性和有效性,通过和传统的PID控制算法相对比,进一步说明所设计的控制器能提高汽车的行驶平顺性和操作稳定性。     

基于GA优化控制规则的汽车主动悬架模糊PID控制

主动悬架是未来汽车悬架的主要发展方向,它能够根据车身的振动情况主动调整悬架控制力,使悬架处于最优减振状态,关键问题是如何设计控制规则,从而施加最优控制力,达到进一步改善汽车行驶平顺性的目的。针对该问题,以车身垂直振动加速度为控制目标,将遗传算法与模糊PID控制策略相融合,优化了模糊PID控制器的控制规则,采用基于GA优化后的模糊PID控制方法对汽车主动悬架进行控制并建立了Matlab文本与Simulink相结合的联合仿真模型。仿真结果表明,经GA优化后的模糊PID控制下的主动悬架能够很好的减小车身垂直振动加速度,可以进一步提高乘坐舒适性。     

基于微分几何法的非线性分数阶悬架主动控制

现有主动悬架的研究主要以线性弹簧和线性阻尼组成的悬架系统为研究背景,但油气悬架、空气悬架和磁流变悬架等实际悬架不仅具有非线性特性,而且同时具有黏弹性材料的特点。因此含有非线性刚度和分数阶阻尼的悬架模型能更准确地描述悬架的动力学性能。针对含有三次方非线性刚度及分数阶阻尼的二自由度1/4汽车悬架模型进行研究,利用Oustaloup滤波器算法对悬架系统中的分数阶微分进行近似计算,分别采用PID控制器和基于微分几何理论反馈线性化的LQR控制器对该悬架系统进行主动控制。结果表明,基于PID控制器的主动悬架和基于反馈线性化LQR控制器的主动悬架都能有效提高汽车悬架的舒适性和稳定性,其中反馈线性化LQR主动控制效果明显优于PID控制。     

重型汽车主动悬架次优控制策略设计与分析

为合理设计汽车主动悬架次优控制策略、探讨不同次优控制策略对重型汽车行驶性能的影响,建立了四自由度汽车-路面系统动力学模型,采用改进模糊层次分析法进行性能指标赋权,设计了主动悬架的次优控制器,以车身质心加速度和道路破坏系数的线性加权和为指标,对不同次优控制策略进行评价优选,在时频域范围内对比分析了被动、最优和次优控制悬架的行驶性能差异。结果表明,不同次优控制策略对汽车行驶平顺性和道路友好性的影响差异明显,综合考虑状态变量可测性及测试成本,对车身和车轴加速度测量、并进行一次积分处理的次优控制策略性能最优;合理设计的次优控制悬架性能与最优控制相当或接近,且优于被动悬架,具有更好的实用性。     

半主动悬架系统特性及性能分析

随着电子技术的飞速发展，电控技术在汽车上得到广泛应用。本文针对传统被动悬架平顺性差，主动悬架成本较高的问题，提出了一种在模糊控制规则下的半主动悬架系统以实现悬架成本与性能的折中，并利用Madab对该系统进行仿真。结果表明，应用模糊控制的半主动悬架系统可以有效提高汽车的行驶平顺性并降低成本。     

强横风作用下车辆半主动悬架模糊PID控制研究

为提高汽车高速行驶时的抗横风性能,提出一种阻尼系数修正的半主动悬架控制方法。基于Carsim 和MATLAB平台建立整车动力学模型和A级路面模型,设计一种基于横风的半主动悬架模糊PID控制系统,并利用粒子群算法优化PID控制器参数。PID控制器依据车辆质心垂直加速度确定各轮悬架系统的基本阻尼系数,模糊控制器根据横风强度和方向对阻尼系数进行修正。通过MATLAB和Carsim 联合仿真和实车道路试验与被动悬架系统相比,经过半主动悬架控制后的质心垂直加速度峰值和标准差均下降30 %以上,侧倾角速度标准差下降25 %以上,车辆在强横风作用下的行驶平顺性和安全性得到有效提高。     

基于功率流方法电磁反力混合型主动悬架研究

基于功率流方法,研究一种同时含有被动和主动结构的新型主动悬架.在这种结构中,主动控制力由电磁反力作动器产生,并且仅作用于汽车的非悬挂质量上.以某车型两自由度1/4模型为研究对象,采用结构导纳理论,建立路面输给悬架系统的总功率流、传递给车身的功率流及由电磁作动器耗散的功率流模型.设计以传递给车身的功率流为最小的最优控制策略,分析该电磁反力混合型主动悬架的性能.结果表明该悬架系统能较好地改善汽车在高频段的平顺性和轮胎的触地性,提高汽车行驶的平顺性和操作稳定性.     

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。     

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。     

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。     

考虑系统不确定性的车辆主动悬架自适应模糊滑模控制

针对车辆主动悬架系统模型不确定性所引起的控制稳定性问题,提出了一种非线性主动悬架自适应模糊滑模控制策略。为提高车辆平顺性、确保汽车行驶安全性能,建立基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊方法的四分之一车辆悬架系统非线性动力学模型,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控制律,进而基于Lyapunov稳定性理论对所提出控制器稳定性进行分析。三种不同路面激励下的数值仿真结果表明,所提出的自适应模糊滑模控制器使被控悬架在外界路面扰动下具有更好的扰动抑制能力,车辆悬架综合性能得到明显改善。     

利用模糊神经网络的汽车主动悬架与EPS集成控制

在基于转向的主动悬架整车动力学模型基础上,引入EPS模型、轮胎模型和路面输入模型,应用模糊神经网络控制方法,设计汽车主动悬架与EPS集成控制系统及其控制策略,集成控制器根据车身姿态的变化,动态调节主动悬架系统的作动器作用力和EPS的助力转矩,进行转向盘转角角阶越输入的仿真计算和分析,结果表明,相对于不加控制的悬架和转向系统,基于模糊神经网络的主动悬架与EPS集成控制系统的质心垂直加速度峰值和标准差分别下降40.94 %和26.06 %,整车横摆角速度峰值和标准差分别下降6.24 %和48.15 %,有效抑制车身的振动,提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。     

汽车主动悬架模糊自适应控制研究

在建立的整车主动悬架系统动力学模型基础上,利用自适应模糊控制方法,分别设计了前轮和后轮的主动悬架模糊自适应控制系统,将前轮的路面激励信号引入到后轮处主动悬架控制策略之中,使得主动悬架可以根据路面和车身姿态的变化而改变特性,以适应当前车辆运行工况的需求,分别进行了随机路面输入和正弦波凸起输入的仿真计算和分析,结果表明,相对于传统的被动悬架系统,模糊自适应控制主动悬架系统车辆的质心垂直加速度峰值和标准差分别下降了38.9%和36.5%;车辆以5m/s速度驶过正弦波凸起时,主动悬架的后轮处车身加速度峰值比被动系统减少了43.9%,有效提高了汽车的行驶平顺性。     

基于Anti-windup的含作动器饱和主动悬架控制方法

作动器饱和特性直接影响主动悬架输出性能,进而影响汽车操纵稳定性和舒适性。在分析作动器饱和输出特性的基础上,建立含作动器饱和的1/4主动悬架模型。采用基于Anti-windup的PID反馈控制方法,改善作动器饱和输出对系统的不良影响。通过Simulink建立主动悬架模型,分别对仅实施PID控制及增加Anti-windup算法时的系统进行仿真研究。结果表明,含作动器饱和时,PID控制器输出作用力极限值大于作动器输出饱和度时,控制系统不能达到最优状态。采用Anti-windup算法后,能够在作动器饱和度小于输出最大作用力时,提高系统收敛速度。     

基于模糊理论的主动悬架PID控制

针对主动悬架的各种控制策略各有利弊而无法同时达到平顺性和操稳性最优控制的问题,本文采用模糊控制与PID控制相结合的新控制方法进行改善。通过运用matlab／siaulink建立实现这种控制策略的主动悬架控制仿真模型,模拟分析得到主动悬架采用这种控制策略与采用其他控制策略相比,车身加速度幅值的减小力度更大,鲁棒性更强,控制性更优。结果表明：这种控制理论为汽车悬架控制提供了一种更加合理的解决方案。     

基于量子粒子群算法的主动悬架分数阶控制策略

结合分数阶微积分理论,针对1/4车辆主动悬架模型,设计一种以车身垂向加速度为反馈变量的分数阶控制器。综合车身垂向加速、悬架动挠度和车轮相对动载荷3个指标,建立优化指标的无量纲评价函数。将分数阶控制器的比例系数、积分系数、积分阶次、微分系数及微分阶次当作五维空间粒子,采用量子粒子群算法(QPSO)确定最优粒子。利用MATLAB软件建立悬架系统仿真模型,分别对被动悬架、含整数阶控制器的主动悬架及含分数阶控制器的主动悬架进行时域和频域仿真研究,对比结果表明,相对于整数阶主动悬架与被动悬架,含分数阶控制器的主动悬架明显改善了汽车平顺性。基于量子粒子群算法的主动悬架分数阶控制策略能更有效地抑制车身共振、改善汽车乘坐舒适性。     

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。     

汽车排放检测时测功机控制算法研究

为了在进行汽车排放检测时使底盘测功机更准确地模拟出发动机的行驶工况.对工况法汽车排放检测控制系统进行了控制对象分析,针对汽车--恻功机系统非线性、时滞大的特点,结合PID控制与神经网络算法的优点,设计了用于测功机控制的基于多层网的近似PID控制算法,并用Matlab对该算法和常规PID控制算法分别进行了仿真.对比结果表明,该算法的控制效果好于常规PID控制算法.