基于遗传算法优化的汽车主动悬架LQG控制器的设计

常规线性二次最优控制器在汽车主动悬架应用中,存在权值矩阵确定的问题。设计了一种基于遗传算法优化控制器权值矩阵的方法。利用遗传算法的全局优化算法,以主动悬架性能指标为目标函数对权值矩阵进行优化设计,提高了控制器的设计效率和控制性能。应用该方法进行了汽车悬架主动控制仿真。研究结果表明:基于遗传算法优化的LQG控制器的汽车主动悬架相对于应用常规控制器的主动悬架和被动悬架,能够大大改善主动悬架的性能。同时在充分利用常规线性二次最优控制器优势的基础上,解决了其权值矩阵确定存在的问题。     

一种新型汽车主动悬架控制系统的研究方法

主动悬架控制器的设计中引入了一种新型研究方法,缩短了主动悬架控制系统的开发周期。采用MATILAB／Simulink／RTW（Real—Time Workshop）为软件开发环境,采用xPC结构配置目标硬件,将通用PC转化为实时控制器,搭建开发平台建立了被动悬架、线性二次型高斯（Linear Quadratic Gaussian,LQG）主动悬架和模糊控制主动悬架的Simulink模型,利用RTW工具箱从Simulink模型自动生成可执行代码,下载到xPC环境的目标PC上采用外部模型运行,得到仿真结果,在时域范围内采用均方根值（RMS）法对3种悬架模型的性能加以分析对比。     

主动悬架LQR控制加权系数多目标遗传算法优化

对多目标遗传算法NSGA-Ⅱ进行了改进,提出了基于改进NSGA-Ⅱ算法的主动悬架LQR控制加权系数设计方法。仿真结果表明,多目标遗传算法一次运行可以获得多组Pareto最优的性能指标加权系数,设计者可以根据偏好选择最终的满意解,避免了现有加权系数选择方法存在的主观性和盲目性。     

车辆主动悬架自适应LQG控制策略研究

针对车辆主动悬架的结构原理,建立了其动力学模型。在分析车辆主动悬架状态方程具有时变性的基础上,提出了自适应LQG主动悬架控制策略,通过自适应控制模型能够实现对车辆悬架时变参数和扰动输入参数的辨识。结合LQG控制性能指标函数,在确立簧载质量垂直加速度、悬架动行程和轮胎动行程的加权系数后,通过采用扩展自回归滑动平均模型进行悬架时变参数辨识,实现了主动悬架的自适应LQG控制。仿真结果表明自适应LQG控制策略优于LQG控制,较好地改善了车辆的平顺性。     

汽车悬架系统非线性振动的主动控制

首次采用微分几何理论,提出了一种输出－干扰解耦法,对汽车悬架系统的非线性振动的主要控制进行了研究。通过适当的非线性坐标交换,将其简化为线性系统,并对此系统进行最优控制,再通过非线性状态反馈实现对原系统的主动控制。仿真结果表明,这种针对现有元件非线性特性的方法既符合实际情况又有良好的控制效果。     

基于线性递减权值PSO算法优化LQR控制的主动悬架性能研究

针对车辆主动悬架线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator, LQR)控制中权重系数的取值具有主观性,且适应度较低的问题,提出使用粒子群优化(PSO)算法优化LQR控制器,使LQR控制器的权重矩阵得到最优结果。为验证此方法的有效性,以汽车主动悬架作为被控对象,设计了PSO算法优化LQR控制器,利用PSO算法的全局搜索能力,以主动悬架的性能指标作为目标函数对权重矩阵进行优化设计,以提高LQR控制器的设计效率和性能。通过仿真对比了LQR控制的主动悬架、固定权值PSO算法优化后的LQR控制的主动悬架和基于线性递减权值PSO算法优化LQR控制主动悬架的各项性能参数,并且针对固定权值PSO算法收敛速度慢的特点,进行优化,确定使用线性递减权值PSO算法可以提高收敛速度。最终实验结果表明基于固定权值PSO算法优化后的LQR相较于单纯LQR控制的主动悬架,其车身垂向加速度、悬架动行程及轮胎动位移这3个性能指标得到降低;基于线性递减权值PSO算法优化后的LQR控制的主动悬架的各项性能指标在固定权值PSO算法优化的基础上,可再次优化车身垂向加速度、悬架动行程及轮胎动位移这3个性...     

LMS自适应主动控制汽车悬架系统试验研究

以汽车操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标，确定汽车系统的簧上质量加速度、车轮动载荷、悬架动挠度为具体评价参数。选择LMS自适应滤波算法，通过调整自适应滤波器的权系数使二次性能指标最小，根据单个样本方差的负梯度来调节权系数，得到控制输出。针对简化的汽车模型，在路面信号作为激励源的仿真研究过程中，算法对悬架系统的振动控制收到了较好的效果。在两自由度的悬架系统试验台架上进行了试验研究，结果进一步证明该算法的有效性，表明LMS自适应控制策略在主动悬架系统中的应用切实可行。     

基于线性最优控制理论的汽车主动悬架控制方法研究

提出了一种基于线性最优控制理论的汽车主动悬架控制方法,通过理论分析表明,此方法对改善汽车行驶平顺性和提高汽车行驶安全性具有较优的效果。     

广义执行器馈能主动悬架研究

为实现车辆悬架的主动控制以及悬架振动能量的回收,提出一种基于广义执行器的馈能主动悬架.研究电磁式、液电式、气压式三种常见馈能主动悬架的特点,忽略馈能主动悬架模型的物理意义,从数学角度对广义执行器的广义功/能以及广义力进行分析,建立统一的简洁的数学模型.结合LQR和遗传算法(GA)设计控制器,实现振动能量回收,改善车辆平...     

汽车悬架主动控制策略研究

在汽车研究领域，控制系统结构及控制算法的设计和研发是提高汽车性能的关键。这里深入浅出的探讨了最优控制、天棚阻尼控制、自校正控制、模糊控制以及神经网络控制等策略在汽车主动悬架中的应用情况。以此说明控制技术在汽车领域中的发展趋势。     

汽车主动悬架控制系统的发展研究

本文分析了汽车主动悬架的控制系统的国内外研究现状,阐述了汽车悬架控制系统的基本类型及其技术特点,并提出了今后汽车悬架及其控制策略的发展方向。     

汽车主动悬架的自适应控制研究

主要对汽车主动悬架自适应系统进行研究。根据悬架系统的模型,参数往往不确定,路面激励未知且可变,对主动悬架的非线性性能特点进行研究。采用增益调度控制、模型参考自适应控制和自校正控制等几类自适应控制策略应用于主动悬架的主动控制系统。通过自校正控制自适应系统,按照路面行驶工况进行最优控制,通过计算机对电液系统的阻尼、弹力和水平位置等进行调节,使悬架系统对不同运行工况具有最大程度的适应能力。确保主动悬架性能满足车辆行驶稳定性能与乘坐舒适性,实现对悬架的自我优化控制。     

电磁混合主动悬架多模式协调切换控制

针对直线电机主动悬架输出力相对较小而影响减振性能的问题,设计了电磁混合主动悬架结构和多模式协调切换控制策略。首先,动态调整引力常数提升引力搜索算法的全局搜索能力和局部开发能力,解决了引力搜索算法易早熟收敛、陷入局部最优的问题;其次,根据不同控制目标设立相应的适应度函数,利用改进后的引力搜索算法优化对应目标函数下线性二次型最优（linear quadratic gaussian,简称LQG）控制的加权系数;最后,分析并确定了电磁混合主动悬架在不同车速下的电磁阀最优控制电流,设计电磁混合主动悬架的电流切换控制器,仿真分析悬架的减振性能,并开展台架试验。仿真与试验结果表明：相比LQG控制,多模式协调切换控制的悬架系统低速时簧载质量加速度均方根值减小31.09%,高速时轮胎动载荷均方根值减小32.20%,中速时簧载质量加速度均方根值和轮胎动载荷均方根值分别减小25.28%和23.56%;多模式协调切换控制策略能有效提升车辆的平顺性和操纵稳定性。     

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。     

基于LQ控制的汽车主动悬架控制方法研究

在考虑座椅、乘客等因素对汽车舒适性影响的基础上,本文建立了一种适应汽车主动悬架控制研究的多自由度车辆立体模型.在此模型基础上,运用LQ控制方法设计了控制器.本文的研究结果显示在选择合适的汽车模型后,即使采用低自由度控制器及其常规的控制方法,也能得到令人满意的结果.     

汽车防抱死系统与主动悬架联合控制研究

提出了一种汽车防抱死系统与主动悬架联合控制策略。将采用光滑滑模控制的防抱死系统同采用反向递推控制的主动悬架相结合,在车辆制动时,主动悬架调节作用在车轮上的垂直载荷,使车轮的垂直载荷在车轮滑移率达到最优时也相应增加,从而获得最大的制动力。在MATLAB/Simulink仿真环境下,建立了仿真模型并进行了车辆制动模拟试验。试验结果表明,采用联合控制的车辆,在保证车辆制动稳定性的同时能够获得最大的地面制动力,从而显著提高了车辆的制动效能。     

含压电片悬臂梁的LQR振动主动控制

应用有限元方法建立了贴有压电驱动器的悬臂梁动力学模型,并基于控制目标函数的LQR法,利用Matlab系统仿真,研究了悬臂梁振动主动控制与抑制的问题。最后,提供了数值示例,说明该方法能有效控制悬臂梁的振动。     

汽车主动悬架控制策略研究及分析

为了提高汽车的乘坐舒适性和安全性,车辆采用主动悬架系统.根据汽车悬架的结构,建立了二自由度1/4车体主动悬架模型.由于模糊控制具有建模简单、控制精度高和非线性适应性强等优点,在车辆主动悬架控制策略中得到了较广泛的应用.加上PID控制器因其结构设定灵活、参数整定方便、对模型误差具有鲁棒性等优点.将其结合提出一种新的控制策略.设计了以车身速度和加速度为输入的模糊PID控制器,实现了对主动悬架的控制.同时,使用Matlab/Simulink进行计算机仿真,达到了改善车辆垂直减振的目的.仿真结果表明,采用所设计的模糊控制策略的主动悬架系统,明显提高了车辆乘坐的舒适性和安全性.     

汽车主动悬架控制策略对比研究

为提高汽车主动悬架减振性能,建立了简化的1/4车体二自由度主动悬架模型,分别结合PID控制、模糊控制和自适应模糊PID控制方式设计了1/4车二自由度主动悬架控制器。以C级路面白噪声随机信号为激励,利用MATLAB/Simulink软件对车辆主动悬架的三种控制方式进行了仿真,选取车身垂直振动速度及加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷等指标进行控制效果评价。结果表明:基于自适应模糊PID控制的主动悬架较其他控制方式能明显改善汽车行驶平顺性,可有效抑制汽车主动悬架的振动。     

PID-Fuzzy混合控制汽车主动悬架

建立了一个基于PID-Fuzzy混合控制的汽车主动悬架系统模型。该模型是一个四自由度的线性系统,受到了路面的不规则激励。主动控制是PID控制和模糊控制两种控制方法的叠加。PID控制使用车身的垂直加速度作为输入变量,模糊控制作为PID控制的补充,以车身旋转角加速度和旋转角速度作为输入变量。仿真结果显示文章提出的主动悬架系统对于车身的减振是非常有效的。