基于差分进化算法优化车辆非线性液压悬架双环PID控制研究

车辆行驶经过障碍物时,容易造成悬架振动幅度较大,影响车辆运动的稳定性和舒适度。对此,创建了车辆液压悬架简图模型,根据牛顿定律推导出非线性控制方程式。采用双动液压系统驱动车辆悬架机构,给出了液压驱动控制方程式。构造优化目标函数,采用差分进化算法优化PID控制的内环和外环参数,给出了车辆液压悬架优化控制流程。将优化控制参数和初始运动参数导入到MATLAB软件中进行仿真,输出轮胎行程、悬架行程及车身加速度仿真曲线。仿真曲线表明:在受到路面正弦曲线障碍物干扰时,优化后的车辆液压悬架控制系统,不仅响应控制时间短,而且轮胎行程、悬架行程及车身加速度峰值较小、整体波动幅度较小。车辆液压悬架参数采用差分进化算法优化PID控制,能够降低路面干扰物造成的振动幅度,有利于保持车辆行驶的稳定性。     

矿用宽体车主动油气悬架的复合控制方法研究

由于矿用宽体车被动油气悬架不能根据路面情况以及车载变化达到实时调整车姿来满足车辆平顺性要求,为进一步改善矿车行驶平顺性,提出一种神经网络和模糊PID控制相结合的主动悬架复合控制方法。建立单气室油气弹簧数学模型,并经实验验证了模型的正确性;在此基础上以C级路面作为输入,建立1/2车辆动力学模型,以悬架输出力为控制对象,对控制器的设计进行了详细研究,并对矿车前半车身垂向及侧倾方向的振动特性进行了对比分析。结果表明：与被动悬架相比,所设计的主动控制策略使车身垂直加速度降低了38.45%,侧倾角加速度降低了27.16%,轮胎动载荷降低了32.68%,悬架动扰度降低了34.8%,极大地改善了车辆行驶平顺性。     

基于IPSO模糊PID的汽车主动悬架电液伺服控制（英文）

为实现主动悬架的自适应控制,在整车7自由度主动悬架模型中加入阀控非对称液压缸动力学模型,并进行动力学分析。针对粒子群算法易早熟、寻优效率低的问题,提出一种改进粒子群算法(IPSO)算法,对模糊PID控制器的参数进行优化。同时,以B级模拟路面为输入,采用AMESim和Matlab软件对车辆行驶平顺性进行了联合仿真分析。结果表明:所建立模型能真实体现悬架系统的运动过程,所提出的控制策略能有效降低路面对车身垂向振动、俯仰、侧倾等性能指标的影响,提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。     

基于IPSO模糊PID的汽车主动悬架电液伺服控制

为实现主动悬架的自适应控制,在整车7自由度主动悬架模型中加入阀控非对称液压缸动力学模型,并进行动力学分析。针对粒子群算法易早熟、寻优效率低的问题,提出一种改进粒子群算法(IPSO)算法,对模糊PID控制器的参数进行优化。同时,以B级模拟路面为输入,采用 AMESim 和Matlab软件对车辆行驶平顺性进行了联合仿真分析。结果表明:所建立模型能真实体现悬架系统的运动过程,所提出的控制策略能有效降低路面对车身垂向振动、俯仰、侧倾等性能指标的影响,提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。     

基于模糊PID的汽车主动悬架控制策略研究

汽车在行驶过程中不可避免会受到路面激励而产生振动,针对这一问题,以行驶平顺性和操作平衡性为目标,以1/4车主动悬架为研究对象,在B级、C级路面激励条件下,把轮胎动载荷、车身垂直加速度、悬架动行程作为评价指标进行研究;同时,把模糊推理与PID控制相结合,提出一种模糊PID控制策略应用于主动悬架系统中,对PID参数进行实时在线整定,使之适应实际路面环境的不断变化;ADAMS与MATLAB联合仿真结果表明：应用模糊PID控制策略可有效减小典型路面激励条件下汽车的振动幅度和速度,大幅改善乘坐舒适性和操纵稳定性,具有一定应用价值。     

基于模糊PID的汽车主动悬架控制策略研究（英文）

汽车在行驶过程中不可避免会受到路面激励而产生振动,针对这一问题,以行驶平顺性和操作平衡性为目标,以1/4车主动悬架为研究对象,在B级、C级路面激励条件下,把轮胎动载荷、车身垂直加速度、悬架动行程作为评价指标进行研究;同时,把模糊推理与PID控制相结合,提出一种模糊PID控制策略应用于主动悬架系统中,对PID参数进行实时在线整定,使之适应实际路面环境的不断变化;ADAMS与MATLAB联合仿真结果表明:应用模糊PID控制策略可有效减小典型路面激励条件下汽车的振动幅度和速度,大幅改善乘坐舒适性和操纵稳定性,具有一定应用价值。     

基于AMESim的传统悬架与油气悬架性能对比分析研究

基于AMESim软件建立了1/4车辆传统悬架与油气悬架模型,并基于积分白噪声法建立C级路面不平度模型,通过仿真实验对比分析传统悬架与油气悬架簧上质量与簧下质量垂向振动位移、速度、加速度及加速度均方根值等性能。结果表明:油气悬架较"弹簧+阻尼减振器"结构的传统悬架具有更好的减振效果,能够进一步改善车辆行驶平顺性,为油气悬架车辆行驶平顺性性能改善及设计提供理论指导。     

基于独立调节高度和刚度的空气悬架优化和分析

悬架因着力解决车辆所需的平顺性和操纵性而扮演了重要的角色。传统的空气悬架系统通过气囊的不断膨胀来控制高度,然而这种悬架的刚度不能被控制。因此,提出一种允许行驶高度和悬架刚度调节的悬架系统。此系统可以根据不同的路况来改变行驶高度和悬架刚度;它允许车辆的固有频率和高度根据路况和负载而调整。研究了空气悬架的行驶高度和刚度调节的优化问题进而提出了优化设计方案并验证了该系统的数学建模优点。     

汽车可变阻尼系数液压悬架的模糊控制

控制液压悬架的阻尼系数可变是改善乘坐舒适性和减小汽车对路面动载影响的重要方法。由于车辆行驶的路面不平度不可预测,准确地控制悬架阻尼系数非常困难。为此,基于悬架系统原理和模糊控制理论,提出采用模糊控制悬架阻尼系数的控制策略。模糊控制算法采用Mamdain推理法,控制器根据车身位移与悬架位移之差对模糊控制器控制系数α进行调节,进而调节阻尼系数b的大小。仿真结果表明:可变阻尼系统有效地控制了汽车悬架系统的振动,减小了汽车动载对路面的影响,所提出的控制策略切实可行。     

矿用宽体车油气悬架的平顺性分析及优化设计北大核心

为研究油气悬架对车辆行驶平顺性的影响,针对某90 t宽体矿车,建立车辆动力学模型,搭建前悬1/4车油气悬架AMESim仿真模型,研究在随机路面输入下车辆行驶平顺性机制。在被动悬架模型的基础上加入主动控制系统,与被动悬架进行对比分析,并利用AMESim/设计探索功能对主动悬架进行优化。结果表明:当车速不超过40 km/h、初始气室压力为7.7 MPa时,车辆平顺性较好;主动悬架相比被动悬架能更好地衰减振动,极大地提高了车辆行驶平顺性;在保证约束条件不变的基础上,优化后加权加速度均方根降低了18.72%,有效提高了矿车的行驶平顺性和乘坐舒适性。研究结果为油气悬架的设计及优化提供参考。     

基于改进遗传算法优化的双步进电机伺服阀控制研究

针对当前电液伺服阀控制系统响应速度慢、输出误差较大的问题,采用改进遗传算法优化控制系统,并对控制效果进行仿真验证。设计了新型电液伺服阀结构,建立了电液伺服系统动力学模型,推导了液压缸流量运动方程式。采用改进遗传算法优化RBF神经网络结构,通过MATLAB软件对双步进电机伺服阀改进的控制系统进行仿真验证,并且与传统PID控制效果进行对比。结果显示:在无干扰环境中,采用传统PID控制和改进RBF神经网络控制方法都能较好地提高活塞杆运动位移输出精度;在有干扰环境中,采用传统PID控制方法,活塞杆运动位移输出的误差较大,而采用改进RBF神经网络控制方法,活塞杆运动位移输出的误差较小。采用改进RBF神经网络控制方法,能够抑制外界的干扰,从而提高双步电机伺服阀控制系统的响应速度和输出精度。     

基于EHA的新型车辆半主动悬架系统研究

采用一种新颖的可控减振技术,提出了基于电液作动器(EHA)的半主动悬架系统.介绍了基于EHA半主动悬架系统的工作原理,建立了1/4车辆模型和路面输入模型,设计了用于EHA半主动悬架系统的天、地棚混合控制算法,最后运用Matlab/Simulink对半主动悬架系统进行仿真分析.仿真结果表明:在随机路面激励下,混合控制能兼顾汽车行驶的平顺性和操纵稳定性,有效地提高了汽车的性能.     

基于FPGA的汽车主动悬架模糊自适应PID控制器设计

为改善乘车舒适性,建立1/4主动悬架模型,提出模糊自适应PID控制策略,并基于FPGA平台,应用VHDL语言在RTL级上实现模糊控制。该PID控制器以车身垂直速度的误差及误差变化率作为模糊控制器的输入,根据模糊规则推理,对PID参数进行在线优化,利用MATLAB/Simulink对模糊自适应PID控制器进行仿真。结果表明:具有模糊自适应PID控制器的主动悬架在提高车辆舒适性方面明显优于被动悬架。最后,采用FPGA设计方法,对模糊控制器的主要模块进行设计。     

轻型高机动火箭炮连通式油气悬架发射振动性能

针对新一代超轻型高机动火箭炮发射过程中的冲击作用对车身垂直振动的影响,基于两轴连通式油气悬架,建立四自由度1/2整车的数学模型,并用AMESim软件搭建纯轮胎支撑、混合支撑和纯支腿支撑3种方式下的发射仿真模型。结果表明：在纯轮胎支撑下火箭炮系统的响应较差,车身的垂向位移和垂向加速度的幅值较大,不利于火箭炮发射,而在混合支撑和纯支腿支撑条件下系统响应较好。     

AMESim在电动液压转向系统的转向平顺性研究中的应用

为了满足电动液压助力转向(EHPS)系统在转向助力时的平顺性要求,提出无刷直流电动机(BLDCM)调速系统模糊PID控制方法,介绍模糊PID控制策略以及模糊控制器的设计过程并设计模糊PID控制器。利用AMESim/Simulink联合仿真技术建立电动液压转向系统模型,进行对电机目标电流的跟踪响应仿真、电机转速特性仿真和EHPS系统的转向平顺性仿真。仿真结果表明:基于直流电机调速系统模糊PID控制的电机比传统PID控制的电机具有更好静、动态特性,从而使EHPS系统具有更好的转向平顺性。     

一种模糊自调整PID在车辆液压悬架主动控制中的应用

本文根据车辆液压主动悬架的基本结构,选用了电液伺服阀控制的液压缸作为执行条件,通过力学分析建立了两自由度的车身及架系统数学模型,并设计了一种新型的模糊自调整ＰＩＤ控制算法,对悬架系统进行控制。研究表明,与普通ＰＩＤ控制方法相比,该方案能更有效地改善车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。     

半主动磁流变阻尼器悬架的一种ANFIS-PID控制策略

针对磁流变阻尼器现象模型的逆模型建立问题和PID参数整定问题,提出了基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)建立的逆向模型和ANFIS-PID控制器。对1/4车辆半主动磁流变阻尼器悬架和控制系统进行联合仿真,仿真结果表明,与PID控制相比,ANFIS-PID控制有效的改善了簧载质量加速度、悬架动行程和轮胎动变形,表明提出的控制策略是有效的,为半主动磁流变阻尼器悬架的研究提供了一种可行途径。     

基于自抗扰控制的分布式铰接车辆转向控制

铰接车辆通过前后车体间的相对转动实现转向行驶,这种特殊的转向形式导致其转向稳定性差,转向运动控制精度要求高。针对此问题,以某四轮分布式驱动井下支架搬运铰接车为原型,构建包括车身模型、轮胎模型和单阀控双非对称缸液压转向系统在内的分布式铰接车辆11自由度非线性动力学模型,并设计基于自抗扰控制器的液压转向控制系统,用以提升铰接车辆的转向稳定性。为验证此方法的有效性,建立MATLAB/Simulink仿真模型,进行初始车速为2.5 m/s的转向分析,并在同种工况下,加入外界干扰力矩,以PID控制器为对照组,对比分析两种液压转向系统控制器的抗扰动性能。仿真结果表明：基于ADRC控制的液压转向系统的转向角度误差在0.017 rad以内,且转向角度跟踪速度快,相对于PID控制器具有更好的抗扰动性能,有效提高了铰接车辆的转向稳定性。     

具有双向作用筒式减振器的汽车行驶平顺性分析

本文建立了双向作用筒式减振器汽车被动悬架数学模型——6个变量的一阶非线性微分方程组,应用Matlab6．5 Simulink对其进行仿真计算,采用加速度均方根值分析和评价汽车被动悬架在承受路面脉冲和阶跃信号时的行驶平顺性。在此基础上,本文给出了改变双向作用筒式减振器结构参数以提高被动悬架行驶平顺性的若干途径以及加速度均方根值与悬架刚度和簧载质量的拟合公式。     

基于液电馈能悬架的车身姿态控制研究

目前大多自动驾驶车辆的转向制动无法实现类人操作,尤其在复杂路况下的连续转向可能导致车身大幅侧倾与俯仰,使乘员产生紧张、眩晕等不舒适感。因此,基于液电式馈能悬架提出一种馈能电路恒流控制方法,实现阻尼力与车身姿态的耦合控制以提高车身稳定性。根据车辆动力学搭建十四自由度整车模型,选取蛇行工况进行仿真分析并完成实车试验。结果表明,液电馈能悬架系统采用恒流控制后比使用传统悬架的车身侧倾角减小32%,俯仰角减小1.67%,显著提高了车身稳定性,验证了所提控制方法的有效性。