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.     

优化PID与神经PID控制主动悬架的性能对比研究

为主动悬架选择一种更可行的控制方法,对PID与神经PID控制主动悬架进行了优化后的性能对比研究。基于1/4车二自由度主动悬架模型,利用遗传算法以悬架二次型性能指标为目标函数,分别对PID控制主动悬架的增益系数与神经PID控制主动悬架的初始权值和学习效率进行了优化。优化结果显示:优化后的PID控制主动悬架的综合性能较神经PID控制主动悬架略优。出现上述结果的原因在于:当神经PID控制主动悬架的学习效率等于零时则退化成PID控制主动悬架,学习效率不等于零则导致神经PID控制主动悬架的实时PID权值偏离了最优的PID权值。此外凸块路面输入下的仿真也显示优化PID的鲁棒性也略优于优化神经PID。因此,选择算法较复杂的神经PID对主动悬架进行控制是没有必要的。     

对分数阶非线性悬架的遗传优化PIλDμ控制

针对由分数阶磁流变阻尼和非线性弹簧组成的复杂车辆悬架系统进行减振控制研究。首先建立1/4车辆二自由度非线性悬架数学模型,然后结合分数阶微积分理论,设计PI~λD~μ控制器,采用遗传算法在线整定分数阶PID控制器参数,其中以车身垂直加速度、悬架动位移和轮胎动变形为优化指标建立适应度函数。同时在Matlab/Simulink中对非线性悬架分别进行分数阶PID控制、整数阶PID控制与被动悬架的性能对比仿真实验。结果表明,以遗传算法在线整定的分数阶PID控制器与被动悬架和整数阶PID控制的悬架相比减振效果更好,说明在既含有分数阻尼器又含有非线性弹簧时,其对悬架进行控制是有效的。     

基于遗传算法优化的汽车半主动悬架PID控制仿真研究

PID控制器在汽车半主动悬架应用中存在参数确定的问题,针对这一问题设计了一种基于遗传算法优化整定PID参数的方法.该方法利用遗传算法的全局优化能力,以半主动悬架的性能指标为目标函数对PID参数进行优化设计.应用该方法进行汽车半主动悬架平顺性仿真.仿真结果表明,基于遗传算法优化的PID控制器的汽车半主动悬架相对于PID控制主动悬架以及被动悬架而言,改善了车身垂向加速度和悬架动行程.同时在充分利用PID控制器优势的基础上,改善了其参数确定过程中存在的问题.     

基于TTR和模糊PID算法的汽车侧翻控制研究

针对近年来频发的车辆侧翻事故,提出了相关乘用车的防侧翻预警和控制算法的实现。将Kalman滤波应用到汽车防侧翻TTR预警算法中,将参数模糊自整定PID应用到车辆侧翻的主动控制中。对车辆状态参数的Kalman状态估计器在Matlab/Simulink平台进行了仿真;在防侧翻主动控制中,提出采用参数模糊自整定PID算法,仿真结果表明参数模糊自整定PID控制算法在乘用车主动侧翻控制中具有较好的适用性。     

汽车悬架并联式模糊PID控制的仿真研究

以汽车悬架作为研究对象,通过对其受力特点分析,建立了二自由度1/4汽车车体主动悬架模型及动力学模型,在汽车悬架常规PID控制器的基础上,加入模糊控制算法,设计了车辆主动悬架的并联式模糊PID控制器,在MATLAB/Simulink仿真环境中,构建了针对悬架的被动控制、模糊控制、PID控制、并联式模糊PID控制仿真模型,在相同的输入条件下,对各种控制模型下的汽车悬架的垂直速度与垂直加速度的进行仿真比较。仿真结果表明采用并联式模糊PID复合控制策略具有更好的控制效果,在提高车辆乘坐的舒适性和操纵的稳定性方面具有明显的优势。该研究对汽车主动悬架控制系统的设计和应用具有一定参考价值。     

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。     

空气悬架的MATLAB和ADAMS的联合仿真研究

悬架作为现代车辆的关键部件之一,对车辆的平顺性有重要影响。基于ADAMS和MAT-LAB软件分别建立了装备主动空气悬架的1/4车体虚拟样机模型及1/4车体主动PID控制模型,并对PID参数进行了整定。通过联合两个模型对某装备可控悬架的车辆进行了仿真分析,结果表明:基于PID控制的主动空气悬架与被动悬架相比,能够减小车辆振动,改善车辆的平顺性。该方法避免了建立车辆系统动力学方程及状态方程,提高了悬架系统的设计效率,同时为复杂机械系统的控制与仿真提供了新方法。     

变论域自适应模糊PID主动悬架控制研究

为提高汽车行驶平顺性和乘坐舒适性,提出一种基于变论域理论的自适应模糊PID汽车主动悬架控制策略,将自适应模糊PID和变论域的在线调整整合在一起,采用变论域模糊控制实现控制系统输入输出论域的自整定,提高控制精度;采用自适应模糊PID控制,提高系统的动、静态特性,形成更优的悬架控制方法。研究结果表明,变论域自适应模糊PID控制主动悬架较传统模糊控制以及模糊PID控制的主动悬架能够更有效的克服路面冲击,减少汽车垂直方向的振动,进一步提高汽车行驶平顺性和乘坐舒适性。     

基于免疫原理的车辆主动悬架模糊PID控制的研究

针对可调刚度和阻尼的主动悬架,建立1/4车辆悬架动力学模型.借鉴免疫原理,结合模糊控制规律,设计了一种模糊免疫PID控制器.应用Matlab/Simulink控制系统软件进行计算机仿真.仿真结果表明,具有模糊免疫PID控制器的主动悬架的控制结果明显优于常规的模糊PID控制,提高了车辆乘坐舒适性和操纵稳定性.     

考虑路面时变的整车主动悬架的改进模糊PID集成控制策略

为提升某汽车的行驶平顺性及其适应路面时变的能力,提出一种座椅主动悬架和底盘主动悬架的改进模糊PID集成控制策略。相比于一般模糊PID控制方法,该控制策略能够根据轮胎所受路面激励和驾驶员座椅垂向速度的实时变化,在线调整控制器的量化因子、比例因子及PID参数值,以实现对控制力更精确的实时调控。建立八自由度整车平顺性模型,在MATLAB/Simulink软件中模拟汽车在A级、B级、C级和D级路面行驶的状况,结果表明:整车主动悬架改进模糊PID集成控制能够大幅提升汽车行驶平顺性和操纵稳定性,且效果明显优于模糊PID控制。     

车辆电动静液压主动悬架系统的设计与试验研究

采用模糊PID控制策略,在对1/4车辆模型性能仿真的基础上,设计了以DSPIC30F6010为主控制器件的电动静液压EHA(Electro-Hydrostatic Actuator)主动悬架模糊PID控制系统,研制了EHA车辆主动悬架样机及试验台架.建立了EHA作动力与PWM占空比之间的非线性关系曲线.台架试验结果表明,所设计的模糊PID控制器能较好实现系统控制,控制方法有效,可以显著减小车辆振动及干扰,提高了车辆的平顺和稳定性.     

基于变论域模糊控制的车辆半主动悬架控制方法

针对车辆半主动悬架系统,提出了一种基于变论域模糊PID控制方法,目标是提高车辆在随机路面激励作用下的平顺性。通过将变论域方法与模糊PID控制器相结合来解决模糊PID存在的因模糊规则制定盲目性而产生的在线调节时间过长等问题。由仿真和实验研究对比可知,变论域模糊PID控制下的半主动悬架系统中的车身垂直振动速度和加速度比常规PID控制下的车身垂直振动速度和加速度分别减小了46.56%和29.21%,相比被动悬架系统的车身垂直振动速度和加速度分别减小了58.05%和49.74%。使用该车辆半主动悬架模糊控制方法可提高车辆的平顺性。     

Bandwidth-limited active suspension controller for an off-road vehicle based on co-simulation technology

This paper presents the design process of a controller for bandwidth-limited active hydro-pneumatic suspension employed by an off-road vehicle based on co-simulation technology. First, a detailed multi-body dynamic model of the vehicle is established by using the ADAMS/View software package, which is followed by validation using a vehicle field test. Second, a combined PID and fuzzy controller is designed for the bandwidth-limited active suspension system and then programmed by means of S-functions in Matlab/Simulink, to which a data exchange interface with ADAMS/View is also defined. Third, the proposed control algorithm is implemented on the multi-body dynamic vehicle model to enable the co-simulation to run repeatedly until a more practical controller is achieved. In the end, the proposed active suspension system is compared with a conventional passive system. Simulation results show that the proposed active suspension system considerably improves both the ride and handling performance of the vehicle and therefore increases the maximum traveling speeds even on rough roads.     

基于ADAMS模型的履带车辆半主动悬挂自适应控制

建立了某履带车辆ADAMS整车模型。搭建了控制算法MATLAB与实体模型ADAMS之间的联合仿真接口。提出了采用模糊控制器调整PID调节器参数实现基于ADAMS建模的整车半主动悬挂控制策略。用动行程及其变化率作为模糊控制器的输入,通过模糊控制器的输出动态调整PID调节器的参数,形成了车辆半主动悬挂自适应控制系统。仿真研究表明,该自适应控制系统能够有效协调加速度和动行程在不同频段的矛盾,明显改善履带车辆行驶的平顺性。     

一种用于1/2汽车半主动悬架的模糊PID控制器

设计了一种用于1/2车体四自由度的液压半主动悬架的参数自整定模糊PID控制器,利用模糊控制规则对PID参数进行在线修改.应用MATLAB/Simulink控制系统仿真软件,以正弦信号路面、脉冲信号路面和C级路面三种典型路面作为输入信号对该半主动悬架模型进行计算机仿真,仿真结果表明具有模糊PID控制器的半主动悬架在提高车辆乘坐的舒适性方面明显优于被动悬架和单纯的模糊控制悬架,具有较好的自适应能力.     

基于LonWorks的复合模糊PID智能路灯节点开发

采用LonWorks现场总线技术开发了智能路灯监控节点,改进了传统的模糊PID控制器结构,采用3个子模糊控制器组成一个复合模糊PID控制器,把过渡时间作为各子模糊控制器的公共输入,并采用遗传算法（GA）对复合模糊PID控制器的隶属度函数进行了离线优化,从而使监控网络的通信效率与通信质量大大提高,并实现了路灯照度随行人车辆多少自动调节。     

特种运输车装备主动悬架振动控制策略研究

为提高某型特种运输车辆装备的抗振性能,建立了六自由度装备与车辆系统动力学模型并简化为五自由度装备主动悬架模型。根据PID控制与模糊控制的各自特点,设计了模糊-PID控制器并对装备与车辆系统进行了振动控制。该控制器的工作原理是利用模糊控制促成了PID调节过程中参数的自动调整,来适应变化复杂的情况,使被运送装备的振动性能得到了改善。在白噪声模拟C级路面作为随机激励和矩形冲击激励2种工况下,对装备与车辆系统进行了动力学仿真分析。结果表明,相对于模糊控制和PID控制策略,模糊-PID控制对装备的振动加速度、速度、动位移控制性能更优,可以有效地提高装备运输的安全性。