采用磁流变阻尼的一种改进型半主动控制汽车悬架研究

以磁流变阻尼器作为汽车悬架的阻尼器,研究了一种改进的半产动控制策略在确定性激励和随机激励下的运行效果,为了便于比较,还研究了被动控制、半主动on-off控制和主动控制悬架的运行情况。研究结果表明,半主动控制策略的控制效果很好,使汽车的乘坐舒适性显著提高,对安全性和稳定性并无明显地影响,由于磁流变阻尼的优良特性,使得该控制策略具有很大的应用前景。     

自适应磁流变悬架半主动控制研究

针对目前应用于汽车悬架系统的磁流变减振器工作时需要外部电源和控制设备的问题,设计了一种新型磁流变减振器,该减振器在无需外部电源和控制设备的条件下实现了对振动的自适应控制。研究了该减振器的结构特征和电能收集理论模型,并进行了模拟仿真。利用该减振器构建了无需外部电源和控制设备的汽车自适应磁流变悬架半主动控制系统,在1/4悬架实验台上进行了实验研究,实验结果表明,该控制系统是可行的,明显提高了汽车行驶的平顺性。     

基于磁流变减振器的汽车前悬架半主动控制研究

在磁流变减振器外特性分析基础上，设计了1／4车辆的自适应模糊控制器，提出了把1／4车辆模型的半主动控制算法应用于汽车左右前悬架独立控制的策略，并在Matlab平台上进行了仿真。选用国产某型号微型车作为试验车辆，将其被动的左右前悬架改装成磁流变半主动悬架，在多种条件下进行了实车道路试验。试验结果与仿真吻合，表明对左右前悬架进行独立半主动控制是可行的，明显提高了汽车行驶的平顺性。     

履带车辆磁流变半主动悬挂系统滑模控制研究

建立了履带车辆1／2车体振动模型,设计了相应的滑移面和滑移模态控制器,得出了履带车辆半主动悬挂系统的实时控制阻尼力,并对路面激励下滑模控制与最优控制的减振效果进行了仿真。     

车辆磁流变半主动悬架GSA-LQG控制研究

针对传统的线性二次型高斯(Linear Quadratic Gaussian, LQG)控制器存在各加权矩阵系数不易确定等问题,对于车辆磁流变半主动悬架设计了基于引力搜索算法(Gravity Search Algorithm, GSA)的线性二次型高斯(GSA-LQG)控制。以悬架各性能指标为目标函数,采用引力搜索算法对加权矩阵系数进行寻优。选用磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper, MRD)作为悬架的半主动部件,同时建立二自由度的1/4车辆磁流变半主动悬架系统模型。以随机路面激励作为输入,在MATLAB/Simulink软件中分别对被动悬架控制、基于LQG控制的车辆磁流变半主动悬架和基于GSA-LQG控制的车辆磁流变半主动悬架进行仿真分析,结果表明,基于GSA-LQG控制的车辆磁流变半主动悬架具有更好的舒适性能和安全性能。     

半主动磁流变库伦阻尼缓冲座椅力学特性分析

飞行器着陆或者坠落过程中会产生较大的冲击,为了改善乘员所受到的冲击损伤,提出了半主动磁流变库伦阻尼缓冲座椅系统。为分析缓冲座椅的力学特性,首先,建立座椅系统力学模型,利用拉格朗日方程建立座椅系统运动微分方程;其次,基于系统运动微分方程,分析系统刚度、阻尼以及不同跌落高度对缓冲座椅力学特性的影响;然后,分析了磁流变库伦阻尼器的安装方式对系统缓冲性能的影响,并利用T-S模糊模型实现座椅系统半主动控制,将系统的极限距离缓冲效果与最优缓冲效果进行对比;最后,通过缓冲座椅原理样机的跌落试验对上述理论计算结果进行验证。研究发现,相比于传统的线性缓冲器,所提出的缓冲座椅能够适应不同的跌落冲击强度,具有良好的缓冲性能。     

基于Elman神经网络半主动控制的磁流变起落架仿真分析

半主动控制起落架的被控对象是磁流变阻尼器,控制磁流变阻尼器输出阻尼力的大小。建立了被动式起落架的仿真模型、BP神经网络控制仿真模型以及Elman神经网络控制仿真模型。神经网络训练样本均由最优控制算法得到。BP神经网络控制、Elman神经网络控制和被动控制仿真模型进行对比,两种神经网络控制均起到了良好的控制作用,Elman神经网络的训练过程远远长于BP神经网络,但精度高于BP神经网络,Elman神经网络在复杂控制系统中比BP神经网络有较大优势。     

基于磁流变阻尼器的履带车辆悬挂系统半主动控制

将磁流变阻尼器应用于履带车辆的悬挂系统中,研究了磁流变阻尼器在不同电流下的力学特性和耗能特性。建立了履带车辆二自由度车体振动模型,提出了基于线性二次型(LQR)最优控制理论的半主动控制算法。对典型沙土路面激励下履带车辆悬挂系统的半主动控制效果进行了仿真,与被动及开关控制的减振效果进行比较,得出了车体振动加速度、线位移、角加速度和角位移的响应曲线。结果表明,该控制算法对基于磁流变阻尼器的履带车辆悬挂系统有着很好的控制效果。     

磁流变液半主动悬挂系统动力学模拟系统研究

基于磁流变液构造出的半主动悬挂系统,可以用于对车辆振动的实时控制,半主动悬挂系统模拟试验台是实行实车动力学分析进而实现上述目标的基础性设备.按照相似定理,进行履带车辆磁流变液半主动悬挂系统动力学模拟实验的台架设计,实现动力学模拟;结合履带车辆行驶的典型越野路面,提出一种路面激励输入设计方案;叙述了阻尼系数的确定,包含动力学分析和试验台参数选取.对整个动力学模拟系统的构建进行了全面的分析和设计.     

一种汽车磁流变半主动悬架的研制

为了改善车辆平顺性和行驶安全性,设计了一种基于单出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架。在分析传统的磁流变减振器力学模型的基础上,提出了一种改进的磁流变减振器多项式模型,试制了磁流变减振器样机,进行了磁流变减振器的力学特性试验,设计了半主动悬架天棚控制器、地棚控制器和LQG控制器,进行了不同控制策略的对比仿真分析,开发了磁流变半主动悬架试验测试系统,开展了该磁流变半主动悬架的LQG控制台架试验测试。结果表明,所研制的磁流变减振器耗能效果良好,能够最大限度地发挥振动衰减功能。与被动悬架相比,在4Hz和5Hz正弦激励下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度分别降低15.80%和23.36%,在随机路面激励下簧载质量加速度降低19.46%。     

磁流变减振器在参数激励与强迫激励联合作用下的主共振-基本参数共振分析

针对1/4汽车悬架模型,采用改进的B ingham模型描述磁流变阻尼力。在建立了该系统的动力学控制方程的基础上,用平均法研究了参数激励与强迫激励联合作用下的主共振-基本参数共振,得到了系统的理论解,并对理论解进行了数值验证。最后,研究了各个参数对主共振-基本参数共振的影响,为磁流变阻尼器的设计和控制提供理论依据。     

Semi-active Sliding Mode Control of Vehicle Suspension with Magneto-rheological Damper

The vehicle semi-active suspension with magneto-rheological damper(MRD) has been a hot topic since this decade, in which the robust control synthesis considering load variation is a challenging task. In this paper, a new semi-active controller based upon the inverse model and sliding mode control(SMC) strategies is proposed for the quarter-vehicle suspension with the magneto-rheological(MR) damper, wherein an ideal skyhook suspension is employed as the control reference model and the vehicle sprung mass is considered as an uncertain parameter. According to the asymptotical stability of SMC, the dynamic errors between the plant and reference systems are used to derive the control damping force acquired by the MR quarter-vehicle suspension system. The proposed modified Bouc-wen hysteretic force-velocity(F-v) model and its inverse model of MR damper, as well as the proposed continuous modulation(CM) filtering algorithm without phase shift are employed to convert the control damping force into the direct drive current of the MR damper. Moreover, the proposed semi-active sliding mode controller(SSMC)-based MR quarter-vehicle suspension is systematically evaluated through comparing the time and frequency domain responses of the sprung and unsprung mass displacement accelerations, suspension travel and the tire dynamic force with those of the passive quarter-vehicle suspension, under three kinds of varied amplitude harmonic, rounded pulse and real-road measured random excitations. The evaluation results illustrate that the proposed SSMC can greatly suppress the vehicle suspension vibration due to uncertainty of the load, and thus improve the ride comfort and handling safety. The study establishes a solid theoretical foundation as the universal control scheme for the adaptive semi-active control of the MR full-vehicle suspension decoupled into four MR quarter-vehicle sub-suspension systems.     

控制时滞对磁流变半主动悬挂系统稳定性的影响

建立了履带车辆磁流变半主动悬挂系统的二自由度振动模型,并针对该模型推倒了造成系统失稳的临界时滞,研究了控制时滞对系统稳定性的影响,为半主动控制系统的设计提供了参考。     

高速列车横向悬挂控制方式及半主动减振器

通过对列车横向悬挂方式的分析和比较，阐明了我国高速列车横向悬挂系统采用半主动悬挂控制的必要性。在此基础上，论述了高速列车横向半主动悬挂控制所采用的控制方法，并进一步给出了用于实现此控制方法的半主动减根器的结构和工作原理。     

电液比例溢流阀控式横向半主动油压减振器阻尼特性研究

对电液比例溢流阀控式横向半主动油压减振器的阻尼特性进行了理论研究,阐明该减振器的阻尼特性为速度平方型加可调的卸荷特性,指出调节电液比例溢流阀的溢流压力可以实现阻尼力的适时调整,而改变节流阀节流面积能够满足对最大被控阻尼力的不同要求.     

半主动悬架 EHA 阻尼器控制器设计

悬架是汽车的重要组成部分,对汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性有很大影响。在分析目前国内外汽车半主动悬架的基础上,提出基于电液作动器EHA(electro-hydrostatic actuator)的半主动悬架阻尼可调控制器原理,并进行了该控制器的设计。     

滞回模型磁流变减振器半主动悬架模糊控制

为了获得磁流变减振器便于控制的精确力学模型,在正弦激励下对磁流变减振器进行了特性试验,利用试验数据拟合了一种滞回模型,以此来表示磁流变减振器的动态响应特性,比较由此模型仿真和实测的阻尼力,表明此模型既能较好地描述其滞回特征,亦能简单明了地表达逆向动态特性,可在开环控制策略下容易地获得理想的阻尼力,利用此模型设计了一个开环控制策略下的模糊控制器,比较所设计的模糊控制器和天棚控制器及被动悬架的性能,采用四分之一悬架模型采进行分析和仿真,随机路面激励下的数值仿真进一步证实了此控制器的有效性,其综合性能比天棚控制和被动悬架均有较大幅度的提高.     

磁流变并联减振系统半主动控制及实验

采用典型三平移并联机构3-PRRP(4r)作为主体机构,选择MR(磁流变)阻尼器替代并联机构的驱动副,建立三平移并联多维减振系统;利用Lagrange方程建立多维减振系统的数学模型,以支路速度、加速度作为反馈信号,对机构动平台进行控制;根据MR阻尼器阻尼力的产生原则,设计了自适应模糊控制器。在此基础上,建立了实验样机及减振测控系统,对系统进行减振控制实验。实验结果表明,该半主动多维减振装置结构简单、可靠性好、所采取的控制算法有效,具有良好的多维减振效果。