车辆和座椅悬架的集成控制策略研究

在建立四分之一车辆座椅和悬架集成模型的基础上,应用线性矩阵不等式(LMI)优化技术,提出一种主动座椅悬架和车辆主动悬架的鲁棒H∞集成控制策略。以人体垂直方向上的加速度响应功率谱密度为主要控制输出目标,把满足车辆悬架动行程范围、车轮动静载荷比响应和所需的集成控制力要求作为约束条件,设计出了座椅悬架和车辆悬架集成状态反馈控制器。通过仿真软件MATLAB进行了集成控制系统的仿真分析与比较,证明了该方法的可行性和有效性,为车辆主动悬架系统的研究提供了有力的理论依据。     

基于主动悬架系统车辆的道路友好性

为分析悬架系统对车辆道路友好性的影响,设计出可提高道路友好性的主动悬架系统最优控制器,及可分析基于最优控制策略的主动悬架系统,以及被动悬架系统的道路友好性动态仿真模型,仿真分析得出车辆在两种典型的A、B级路面行驶时,基于最优控制策略的主动悬架系统及被动悬架系统车辆对路面造成的动载荷.利用动态载荷系数、动态载荷应力因子及95百分位综合四次幂力三种典型道路友好性评价指标对两种悬架系统的道路友好性进行分析比较.结果表明,采用动态载荷系数、动态载荷应力因子对悬架系统的道路友好性进行评价时,在A级路面上,主动悬架系统的道路友好性分别是被动悬架系统的1.5、1.6倍;在B级路面上主动悬架系统的道路友好性是被动悬架系统的1.5、2.5倍;采用95百分位综合四次幂力指标评价两种悬架系统的道路友好性时,在A级路面上,两种悬架系统的道路友好性相差无几;在B级路面上主动悬架系统的道路友好性比被动悬架系统提高2.5倍.因此,具有合理控制参数的基于最优控制策略的主动悬架系统可提高重型车辆的道路友好性.     

高速列车座椅主动悬架的多模态控制研究

建立了基于主动悬架的高速列车悬架-座椅-人体的四自由度动力学模型,并对该列车模型稳定性的优化控制进行了研究。针对该座椅主动悬架模型设计了模糊控制器和复合P-模糊-PID的多模态控制器,应用Matlab/Simulink软件在相同的工况下进行仿真实验,并将两种控制方法下的仿真结果与被动悬架车辆模型的仿真结果进行对比分析。结果表明,相较于被动悬架车辆模型,上述两种控制方法下的主动模型座椅处的振动特性均得到了改善,达到了预期的控制效果,且多模态控制下的改善程度最佳;对高速列车乘坐舒适性的提高有着一定的理论参考意义。     

车辆电液主动悬架智能控制研究

建立悬架系统和电液伺服作动器数学模型,分别在正弦信号激励和随机路面激励下,设计最优控制器,在MATLAB/simulink里搭建仿真模型进行数值仿真。仿真结果表明:最优控制的电液主动悬架系统对由路面输入引起的振动能有效抑制,车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷与被动悬架相比分别降低20%~55%、25%~44%、0%~54%,车辆行驶平顺性和操纵稳定性得到很大改善,验证了控制器的性能。     

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。     

基于模糊PID控制重型汽车主动空气悬架仿真分析

采用空气悬架的重型汽车能够明显改善车辆的平顺性和操纵稳定性,为研究重型汽车主动空气悬架的特性,建立了1/4主动空气悬架动力学模型,应用MATLAB Simulink平台,以车身垂直加速度、 悬架动行程、 轮胎动变形为指标,分别比较分析了被动空气悬架、 模糊自适应PID控制主动空气悬架性能.仿真结果表明:车身垂直加速度平...     

车辆半主动悬架的LQG控制与仿真研究

在建立路面和1/4车辆模型的基础上,应用最优控制理论对车辆悬架进行了LQG半主动控制,将被动、半主动悬架的车身加速度、悬架动挠度及轮胎动位移指标进行了对比分析.仿真结果表明,采用LQG控制的半主动悬架对车辆行驶平顺性和乘坐舒适性具有良好的改善效果.     

采用PD控制的变质量座椅悬架主动控制研究

针对座椅悬架负载质量的变化而产生的系统非线性,以及对座椅振动的有效控制等问题,提出了一种基于比例-微分(Proportional-Derivative, PD)控制的变质量座椅悬架主动控制系统。该控制系统建立在几个不同的控制器基础上,主控制器用于评估应在悬架系统中产生所需主动力的实际值,次级控制器用于计算信号的瞬时值,该信号通过其反向模型控制有源元件。建立主动座椅悬架系统模型,对主动座椅悬架控制系统进行设计。对不同负载质量的座椅悬架系统的鲁棒性进行仿真验证,对控制器参数进行优化设计,实现了主动座椅悬架自适应质量识别的精细控制。对优化设计结果进行对比验证,结果表明,质量变化对主动座椅悬架系统的动态性能影响显著降低。在100 kg质量负载时,EM3、EM5和EM6激励信号下,主动系统的座椅有效幅值传递率(Seat Effective Amplitude Transmissibility, SEAT)因子分别降低了49.81%、20.96%和29.85%,同时悬架行程分别降低了4.76%、33.87%和18.18%。所建立的主动控制系统显著提高了座椅悬架的性能,对变化负载质量具有更好的鲁棒性...     

基于工程轮式车辆模型的悬架系统研究（一）——工程轮式车辆悬架系统的数学模型

分别对4自由度工程轮式车辆的被动悬架系统和主动悬架系统进行数学建模，考虑了路面干扰的复杂性，为下篇进行工程车辆悬架系统仿真分析打下基础。     

工程车辆主动悬架控制器的设计与仿真

通过车辆模型和悬架动力学模型的建立,把最优控制理论运用到主动悬架的控制策略中,进行LQG最优控制器的设计;并在输入一路面白噪声的情况下,利用AMESim建立主动悬架和被动悬架的仿真模型;仿真结果证明利用LQG方法控制的主动悬架在改善汽车的平顺性和操纵稳定性方面有着良好的效果。     

轮边驱动电动汽车主动悬架LQG控制仿真研究

为了提高轮边驱动电动汽车的行驶平顺性,以车轮减振型轮边驱动系统作为研究对象,在其基础上设计不同的主动悬架布置方案。首先建立1/4车辆主、被动悬架动力学模型;然后采用最优控制理论设计车辆主动悬架LQG控制器,并基于层次分析法确定车辆各性能评价指标加权系数;最后在MATLAB/Simulink软件中建立仿真模型并进行仿真分析。仿真分析结果表明,相比于被动悬架,主动悬架两种布置方案均能有效地提高汽车行驶平顺性,综合考虑车辆各性能评价指标的改善效果,主动悬架布置方案二优于布置方案一。     

汽车主动悬架的最优控制分析

汽车主动悬架的最优控制研究,首要的问题是建立车辆的1/4主动悬架模型。通过对车辆1/4悬架模型进行数学建模分析,利用最优控制理论求解目标性能函数,并设计最优控制器,利用MATLAB下的模块SIMULINK进行仿真得出性能数据,通过比较得出,运用最优控制的主动悬架的各项性能都比被动悬架提高较多。说明最优控制方法在主动悬架设计中有良好的作用。该设计从数学建模到最优设计以及最后的仿真数值分析具有一定的实际参考价值。     

车辆座椅和悬架系统的参数自调整模糊PID集成控制

为更好的提高车辆行驶平顺性和舒适性,结合模糊理论和PID控制方法提出了参数自调整模糊PID控制策/4车辆四自由度“车-椅-人”悬架系统模型,运用MATLAB中Simulink模块搭建了系统控制框图,接着选取某车型参数进行了运动仿真。讨论了随机激励下分别以车身控制、座椅控制和集成控制方法的人体加速度、座椅加速度、车身加速度、悬架动挠度和车轮动载荷等评价指标,对比分析了集成控制策略的优越性。分析结果表明采用该控制方法后车辆的行驶平顺性和操纵稳定性得到了明显的改善。     

基于随机线性最优控制理论的车辆主动悬架控制器的设计研究

在基于1/4车辆单轮模型的基础上,笔者利用随机线性最优控制理论对车辆主动悬架LQG控制算法进行设计,建立LQG主动悬架与相同参数的被动参数的动力学的仿真模型,并对模型进行仿真分析.仿真实验结果表明,LQG随机最优控制方法能使汽车行驶的平顺性及安全性得到显著改善,在主动悬架控制技术中值得推广.     

基于随机最优控制的主动悬架构件的动态疲劳可靠度分析

针对两自由度的车辆模型,应用随机振动和随机最优控制的理论,推导悬架构件随机动载荷的统计规律的计算方法,建立变车速情况下随机动载荷的概率模型,提出基于随机最优控制的主动悬架构件的动态疲劳可靠度的分析方法。仿真结果表明,主动悬架构件随机动载荷明显大于被动悬架构件随机动载荷,主动悬架系统构件的动态疲劳可靠度在整个使用过程中都要低于普通被动悬架构件的动态疲劳可靠度,说明主动悬架构件的可靠性较普通被动悬架有所降低。     

电磁反力式混合型主动悬架最优控制研究

基于最优控制方法,研究一种同时含有被动和主动结构的新型主动悬架。在这种悬架中,电磁反力作动器产生主动控制力,而且只作用在非簧载质量上。以某车型1/4两自由度模型为研究对象,建立路面随机输入模型。应用最优控制理论设计了混合型主动悬架的LQG(Linear Quadratic Gaussian)控制器,使用matlab/Simulink建立悬架模型进行仿真。与被动悬架的仿真对比表明该悬架系统能较好地改善车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性,同时改善车辆在低频区的轮胎触地性。     

汽车主动悬架控制技术探析

主动控制悬架系统能使汽车乘坐舒适性和操作稳定性同时得到改善。介绍和探讨了天棚阻尼控制、最优控制、预见控制、自适应控制、模糊控制以及神经网络控制等技术在汽车主动悬架中的应用情况。以此说明悬架控制技术的研发是提高汽车性能的关键。     

采用3-RCC型并联机构的车辆座椅悬架多维减振

非道路车辆由于经常行驶在非铺装路面上,在行驶过程中会因路面不平、加速减速和转弯变向等情况受到多个方向的冲击振动,且这类车辆的座椅悬架不能有效地衰减此类冲击振动,而目前对于座椅悬架减振的研究多集中在被动减振与垂直方向减振,多维协同主动减振的研究相对较少.为此选用可衰减多维振动的3-RCC并联机构为座椅悬架系统,在ADAMS搭建3-RCC悬架模型的虚拟样机,并且结合主动控制原理,在MATLAB/Simulink搭建控制器,进行ADAMS与MAT-LAB联合仿真.仿真结果表明,3-RCC座椅悬架可实现多维协同减振,并且通过结合主动控制原理,进一步提升了驾驶员的乘坐舒适性.     

采用3-RCC型并联机构的车辆座椅悬架多维减振

非道路车辆由于经常行驶在非铺装路面上,在行驶过程中会因路面不平、加速减速和转弯变向等情况受到多个方向的冲击振动,且这类车辆的座椅悬架不能有效地衰减此类冲击振动,而目前对于座椅悬架减振的研究多集中在被动减振与垂直方向减振,多维协同主动减振的研究相对较少.为此选用可衰减多维振动的3-RCC并联机构为座椅悬架系统,在ADAMS搭建3-RCC悬架模型的虚拟样机,并且结合主动控制原理,在MATLAB/Simulink搭建控制器,进行ADAMS与MAT-LAB联合仿真.仿真结果表明,3-RCC座椅悬架可实现多维协同减振,并且通过结合主动控制原理,进一步提升了驾驶员的乘坐舒适性.     

汽车主动悬架几种控制策略的比较研究

根据汽车二自由度主动悬架模型,结合振动控制的理论和技术,着重研究了被广泛应用的模糊控制、最优控制和模糊PID控制,并利用M atlab进行仿真,与被动悬架进行了比较。对车身加速度、悬架动挠度和轮胎动荷载3个性能指标进行了评价,不仅讨论了上述3种控制方法用于主动控制的优点,还指出了这些控制策略存在的不足。