主动悬架与主动横向稳定杆的集成控制

为改善汽车的平顺性和操纵稳定性,建立了包含主动悬架与主动横向稳定杆的整车动力学模型,并根据主动悬架与主动横向稳定杆两个系统间的耦合关系,分别设计了主动悬架与主动横向稳定杆的子控制器,将PID与线性控制相结合,设计了PID集成控制策略。在MATLAB/Simulink中对汽车的转向工况进行了仿真。仿真结果表明,PID集成控制策略有效,可提高车辆的操纵稳定性和平顺性。     

磁阻电机在主动横向稳定杆中的仿真研究

针对现有液压和直流电机式主动横向稳定杆存在响应慢、退磁的问题,提出了一种磁阻电机驱动的主动横向稳定杆来提高车辆的抗侧倾性能。通过车辆侧倾和轮荷转移力学模型,计算出主动横向稳定杆所需的反侧倾力矩来获得设计磁阻电机的转矩要求,并采用有限元法设计了相应电机。基于CarSim和MATLAB/Simulink进行联合仿真,结果表明磁阻电机驱动的主动稳定杆能输出车辆侧倾时所需的抗侧倾力矩,且降低了车辆侧倾角及其滞后环,有效提高了车辆的抗侧倾和动态响应性能。     

基于滑模变结构理论的车辆主动横向稳定杆控制

为实现对车辆的侧倾控制,自主设计了主动横向稳定杆（AARB）装置。针对车辆在侧倾中存在的非线性、时变性特点,采用滑模变结构控制理论建立了滑模控制器从而实现对理想侧倾角的跟踪,并采用鱼钩与双移线转向工况进行了仿真试验。仿真结果表明,该主动横向稳定杆装置与传统被动横向稳定杆装置相比,能有效减小车辆的侧倾,同时具有良好反馈特性以,有利于驾驶员对车身姿态的判断,从而大大提高了车辆行驶的安全性与乘坐舒适性。     

模糊分数阶滑模控制的主动横向稳定杆算法

汽车转向出现横向侧倾时,主动横向稳定杆能够实时计算并输出相应的力矩,抑制悬架弹簧变形,从而使车辆拥有良好的侧倾运动性能。基于滑模变结构控制理论的主动横向稳定杆相较于PID算法及模糊控制算法拥有更好降低车辆横向倾斜的能力,但是在系统状态到达滑模面时总伴随着抖振现象。对此,在控制器滑模面定义过程中引入了分数阶微积分理论,利用模糊规则实现对切换增益参数的自适应调整。通过进行Carsim-Simulink联合仿真,验证了该算法对汽车侧倾角有较好的控制效果,并抑制了抖振现象。     

模型预测控制的主动横向稳定杆研究

针对极限工况下汽车的操纵稳定性问题,建立八自由度整车模型以及小角度假设下的非线性动力学模型。通过MATLAB软件对理想侧倾角关于侧向加速度的分段函数进行拟合处理,得到理想侧倾角的连续目标函数。设计基于模型预测控制理论的主动横向稳定杆控制器,完成了CarSim和Simulink联合仿真平台搭建,并在双移线和弯道制动这两种典型操纵稳定性评价工况下进行仿真试验。从试验数据对比分析中可以得出,在两种典型试验工况下车辆的性能评价参数值均得到较为理想的改善,进而提高了对车辆的稳定性控制。     

应用变刚度横向稳定杆的客车侧倾控制

针对空气悬架客车侧倾稳定性差的特点,建立了含横向稳定杆的车身侧倾数学模型,分析发现增加横向稳定杆角刚度能够有效减小车身侧倾,但同时会增加车身侧倾角振动。为解决这一问题提出了在空气悬架客车上应用变刚度横向稳定杆,并给出了前、后悬架变刚度横向稳定杆角刚度关系式。利用ADAMS/CAR软件建立某空气悬架客车刚柔混合整车动力学仿真模型,对模型进行了单移线和B级随机路面仿真分析,确定了变刚度横向稳定杆角刚度曲线。仿真结果表明,应用变刚度横向稳定杆,能够在几乎不影响侧倾角振动的前提下,有效控制车身侧倾。     

基于混合鲁棒控制的电磁主动悬架动力学分析

基于主-转矩跟踪环路结构设计了一种H2/H∞混合控制策略对电磁主动悬架进行动力学控制。首先,设计了主-转矩跟踪环路的结构,在此结构中,主环路基于整车悬架模型采用H2/H∞混合控制策略计算电磁作动器的需求转矩。将车身加速度、悬架工作行程以及轮胎动位移作为H2性能指标,而悬架工作行程和需求转矩则是H∞的性能指标;转矩跟踪环路通过滑模控制来操控三相电机跟踪需求转矩。最后在MATLAB/Simulink软件环境下进行了仿真,结果表明应用本控制策略的电磁主动悬架可以显著提升驾乘舒适性,同时也具备良好的鲁棒性。     

液压马达式汽车主动稳定杆系统建模与控制

以液压马达式主动稳定杆系统为研究对象,推导得到了液压马达式主动稳定杆的非线性动力学模型。利用线性化反馈的滑模控制方法设计了其控制器,并利用Lyapunov理论对控制系统的稳定性进行了证明。通过CarSim和MATLAB/Simulink对主动稳定杆系统进行了联合仿真,得出安装液压马达式主动稳定杆系统的车辆在双移线工况下运行的响应曲线。为了验证设计的控制方法,进行了实车试验。结果表明,与被动稳定杆相比,主动稳定杆系统具有较好的抗侧倾特性以及乘坐舒适性。     

电磁主动悬架阻尼系数优化设计

为提高电磁主动悬架可靠性,将液压阻尼器与线性电机并联。首先建立了电磁主动悬架动力学模型;随后设计了双环控制系统,外环为LQG控制下的车辆动力学控制,内环为电流跟踪控制,并采用粒子群算法确定了不同控制目标下的加权系数;然后分别以乘坐舒适性和行驶安全性为控制目标,研究了不同控制目标下阻尼系数对动力学性能和能耗特性的影响规律,结果表明:时域内,阻尼系数对LQG控制下的电磁主动悬架动力学性能无影响,但其能量消耗随着阻尼系数的增大先减小后增大,为此分别确定了c_s=1000Ns/m作为乘坐舒适性为控制目标下的阻尼值,c_s=2000Ns/m作为行驶安全为控制目标下的阻尼值。频域内,无论是以乘坐舒适性为控制目标,还是以行驶安全为控制目标,阻尼系数都会使得乘坐舒适性有所恶化,而行驶安全性得到改善。     

能量回馈式主动悬架研究

提出一类新的主动悬架系统,称为"能量回馈式主动悬架系统".它的特点是在对悬架进行减振的同时,将悬架振动的能量吸收,转化为电能储存起来,并可将存储的能量用于作动器产生主动控制作用力,因此不需要外部提供能量.以单轮两自由度悬架模型为例,阐述了能量回馈式主动悬架系统的基本结构和原理,分析了系统能量平衡存在的条件.最后对系统的运行效果进行了仿真.     

磁流变半主动横向稳定杆对汽车侧倾的影响

由于智能材料磁流变液具有响应时间短、可控范围大等特性,基于磁流变液的半主动执行器件的应用越来越广泛。为同时保证车辆在高速转向时的行驶安全性（抗侧倾性能）和在通过不平路面时的行驶平顺性,提出一种磁流变半主动横向稳定杆。装有旋转式磁流变阻尼器的横向稳定杆可在车辆低速转向时提供较小的扭转力矩以提高平顺性,而在高速转向时提供大扭转力矩以提高安全性。为验证提出的半主动横向稳定杆的可行性和有效性,建立装有磁流变横向稳定杆的车辆侧倾数学模型,并基于整车动力学仿真软件CarSim对某型汽车整车模型进行半被动控制下的动力学仿真。以一种基于车身侧倾角速度的分段控制策略对磁流变横向稳定杆进行了初步的控制仿真,并与传统被动横向稳定杆对车辆侧倾的性能影响进行了对比、分析和评价。     

横向稳定杆对整车侧倾及纵倾特性的影响

基于Adams/car建立了某微型轿车的刚柔耦合虚拟样机模型,调整横向稳定杆的结构参数和安装位置并进行前轮跳动仿真。仿真结果表明:当横向稳定杆的结构参数和安装位置改变时,会对整车的侧倾及纵倾性能产生不同程度的影响,主要体现在悬架侧倾角刚度和抗制动点头率的变化。进行了横向稳定杆的动态应变试验,通过试验与仿真结果的对比,表明刚柔耦合虚拟样机模型仿真能够准确预测横向稳定杆在各个工况下的动态应变特性,从而有效预测整车的侧倾及纵倾特性。     

基于粒子群算法的主动悬架混合控制策略研究

为了有效协调车辆乘坐舒适性、行驶平顺性及安全性,进行了基于粒子群算法的主动悬架混合控制策略研究。首先分析了天棚/地棚控制策略在提高悬架动力学性能方面的局限性;随后结合天棚和地棚控制策略,提出了混合控制策略,并采用粒子群算法进行了混合控制策略的控制参数寻优,确定了最优控制参数;最后,进行了混合控制策略下主动悬架和传统被动悬架在时域与频域内的对比仿真分析,仿真结果表明,混合控制策略下主动悬架的性能明显优于被动悬架,其车身加速度均方根值减小了13.96%,悬架动挠度均方根值减小了26.01%,车轮动载荷均方根值减小了8.59%,说明了混合控制策略在协调车辆动力学性能方面的有效性以及控制参数优化结果的正确性。     

电磁混合主动悬架内分泌复合天地棚控制研究

为了改善汽车平顺性与操纵稳定性,且实现振动能量回收,设计了一种基于电磁直线混合作动器(EMLHA)的主动悬架系统。根据汽车行驶工况将悬架运动划分为经济、安全、舒适和综合这4种模式;将包含长反馈与短反馈的内分泌控制与天地棚控制相结合,提出了一种内分泌复合天地棚控制策略;采用加权优化函数与能耗最低优化函数确定了悬架不同模式下最优天地棚阻尼系数,并设计了内分泌控制规律,在随机路面进行时频域仿真分析。结果表明:相比天地棚控制,内分泌复合天地棚控制减振效果更优,对变化参数仿真具有较好的适应性,改善了汽车平顺性与操纵稳定性,且回收了部分振动能量。     

基于刚柔耦合模型探究横向稳定杆对整车性能影响

以某微型电动汽车实车参数为依据,基于动力学软件ADAMS,结合应用Hypermesh、Nastran模态分析软件,建立该微型电动汽车的刚柔耦合虚拟样机模型,并通过将仿真试验与实车试验数据结果对比分析,检验虚拟样机模型是否正确。以正确的虚拟样机模型为研究基础,分别改变该微型电动汽车前悬架横向稳定杆的长度、宽度、直径及与悬架的安装位置,探究横向稳定杆对整车性能影响。结果证明,增加横向稳定杆的直径即适当加重横向稳定杆,可有效改善汽车的侧倾特性跟纵倾特性。     

主动稳定杆设计及控制逻辑分析

本文全方位分析讨论了某车型搭载的主动稳定杆控制算法、结构、供电及其与悬架域控制器通讯的相关设计及原理。通过实车采集掌握了主动稳定杆控制逻辑,从稳定杆扭矩计算、扭矩分配及电控等方面做了深入分析。对计算源数据侧向加速度及侧倾角速度介绍了2个数学模型,从稳定杆刚度设计方面讨论了稳定杆设计逻辑。另外结合底盘系统台架项目调试过程经验,阐述了通讯及供电要素的关键点。本文在涉及主动稳定杆设计及系统级台架应用方面,有很大的参考及指导意义。     

独立悬架前横向稳定杆改进设计方法

独立悬架前横向稳定杆的改进设计,可采用经典的计算方法,但存在需已知受力大小等问题。采用计算自振频率的方法能直接根据结构参数得出加长后的前横向稳定杆的直径的改变量。以原型件和改动件的第一阶自振频率相等为标准,分别用理论计算和Ansys模态分析两种方法得出了一致性很好的结论。     

电液控制的主动横向稳定杆的应用仿真研究

为了改善商用车的侧倾稳定性,设计了一种集液压控制与电机控制的优势于一体,具有较高控制精度和较大反侧倾力矩的电液控制主动横向稳定杆,并以某19座商用车为例,建立了包含转向、俯仰、侧倾,车身垂向运动在内的九自由度整车模型,对其中的主动横向稳定杆设计了一种PID+前馈的控制策略以提高控制精度,减少迟滞,并通过Simulink...     

电磁主动悬架控制策略设计与试验研究

为了满足车辆行驶过程的不同动力学性能要求,研究了混合控制策略对线性电机式电磁主动悬架控制效果的影响。首先,构建了线性电机模型以及电磁主动悬架动力学模型;然后,采用粒子群优化算法对混合控制策略的控制参数进行寻优,并设计了基于Kalman滤波算法的状态观测器,对系统状态进行最优估计,以解决实际过程中测量噪声对控制效果的影响;随后进行了仿真分析,结果表明:相比被动悬架,采用混合控制策略的电磁主动悬架车身加速度均方根值减小了13.96%,悬架动挠度均方根值减小了28.57%,车轮动载荷均方根值减小了8.59%,说明混合控制策略可有效提高车辆的动力学性能;最后,进行了台架试验,试验结果与仿真结果较为一致,验证了仿真结果的正确性。