汽车磁流变半主动悬架的模糊PID控制研究

为了解决传统的被动悬架阻尼参数不可调节,汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性难以改善的问题.提出使用磁流变阻尼器代替被动阻尼器,通过将磁流变阻尼器基于BP神经网络的逆向模型与模糊PID控制器形成闭环反馈来实现对汽车悬架的半主动控制.通过仿真实验和数据分析得到,基于磁流变阻尼器的模糊PID控制的半主动悬架系统的车身垂直加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的均方根植明显比被动悬架的均方根值小.结果表明:该方法可以有效地提高汽车的乘坐舒适性和操作稳定性,改善悬架系统的性能.     

旋转式磁流变阻尼器用于卷料张力模糊控制

为减小收、放卷料时的张力波动,提出用一种新型旋转式磁流变阻尼器作为控制元件的解决方案.确定了该阻尼器的结构,建立了阻尼器的阻尼力矩模型.模型仿真表明:阻尼力矩随电流增大呈指数规律增加,电流较小时近似为线性关系,而在电流大于5A时饱和;阻尼力矩与转轴角速度成正比.提出采用模糊逻辑方法对阻尼器的阻尼力矩进行控制,从而控制张力波动.确定了相应的模糊输入和输出变量,得出模糊控制规则.仿真结果表明:旋转式磁流变阻尼器应用于张力的模糊控制,能够降低张力波动的幅值.     

汽车半主动空气悬架自适应模糊神经网络控制

考虑空气悬架弹簧刚度可调的特性,建立了车辆5自由度的半主动悬架非线性动力学模型.提出了一种基于自适应模糊神经网络系统结构的模型,参考自适应控制方法来研究汽车半主动空气悬架的非线性控制问题,并考虑半车模型前后悬架的输入时滞,对其进行了仿真分析.研究结果表明:该控制方法能够使人体垂直加速度、车身垂直加速度和俯仰角加速度都得到很大的衰减,可在一定程度上减少路面对车身的振动冲击,提高汽车的行驶平顺性.     

基于改进天棚阻尼的半主动悬架系统动力学与电磁兼容特性分析

磁流变阻尼器(MRD)对实现智能车辆悬架系统具有重要的应用价值. 在建立整车7-DoF悬架系统模型和修正的MRD Bouc-wen滞环模型基础上,应用磁流变(MR)“四分之一”车辆悬架系统的改进型天棚阻尼控制策略,设计了一种对整车4个MR悬架子系统进行独立控制的半主动异步控制器,并考虑整车前、后轮的间距,应用带延时的谐波和平滑脉冲,及实测的随机路面信号作为路面对车轮的激励输入,对MR悬架和被动整车动力学系统的垂直、俯仰和侧倾运动性能进行了系统的比较研究,同时验证了控制器的电磁兼容特性. 结果表明:提出的基于天棚阻尼策略的半主动控制器能理想地改善MR整车悬架系统的乘坐舒适性和操纵安全性等多目标悬架性能,其控制电流的传导与辐射噪声均满足国家标准要求,为进一步开展MR智能车辆悬架系统的半主动解耦控制研究奠定了理论基础.     

阻尼对车身高度控制效果的影响分析

随着阻尼可变半主动悬架应用的日益广泛,不考虑阻尼变化因素的传统车身高度控制策略已不能很好地满足控制要求。为探索阻尼对车身高度控制的影响,研究了不同阻尼状态下车身高度阶跃激励响应,并对比了在不同阻尼状态下相同PID参数的控制效果。结果表明:当阻尼系数发生变化后,车身高度调节过程产生一定的波动,原有的PID控制参数不再满足系统的控制要求。为此,利用遗传算法对不同阻尼状态下的车身高度控制策略PID参数进行了整定。结果表明:随阻尼系数增大,比例系数Kp和微分系数Kd应适度增加。     

可变刚度和阻尼的半主动馈能悬架隔振性能

首先,以单自由度1/4车辆模型为研究对象,对其地面激励和外力激励幅频特性进行分析。然后,基于天棚控制方法设计了开关阻尼控制算法,定义了9种控制模式。最后,以正弦激励和随机激励作为输入,采用Matlab/Simulink进行性能仿真对比分析,结果表明:两个阻尼器都是on-off状态对应的工作模式,可以使悬架系统表现出良好的隔振性能。     

空气悬架大客车高度控制仿真与试验研究

基于大客车单轴空气悬架的动力学方程,利用MATLAB/Simulink和DSHplus建立了带空气弹簧模块的联合仿真模型,为获得空气弹簧模块关键参数,设计进行了空气弹簧激振台试验和进排气电磁阀的流量特性试验,并针对单轴模型完成PID高度控制器设计。仿真结果表明该控制器动作及时,响应迅速,且避免了超调。基于单轴空气悬架试验车进行了试验,结果表明高度控制工作可靠,反应时间短、调节准确。     

基于模糊PID控制器的麦弗逊悬架联合仿真研究

通过实验测出磁流变阻尼器在不同电流作用下的力与速度关系的阻尼系数特征数据,并将所得阻尼数据导入麦弗逊悬架多体动力学模型;计算簧载质量速度及其变化率作为主动悬架控制的输出量;半主动悬架采用模糊PID复合控制器,用模糊控制策略对PID控制器在给定的参数范围内进行在线实时调整;在MATLAB中搭建悬架系统联合仿真模型。仿真计算结果表明:在各不同车速阶段,采用模糊PID复合控制器均对改善悬架的总体性能有明显作用;且车身垂直加速度、悬架动行程及车轮侧向滑移量在低频阶段改善突出,提升了整车在不同车速范围内的乘坐舒适性与操作稳定性。     

基于反演滑模控制的空气悬架车身高度控制策略研究

为提高汽车行驶的平顺性,对电控空气悬架的控制策略进行研究。针对电控空气悬架充放气非线性的特点,建立其管路流量模型、空气弹簧压力模型及动力学模型。为消除车身高度调节中产生的超调振荡,使车身高度能够稳定调节,提出反演滑模的控制方法。仿真结果表明,该控制策略能克服非线性特性,快速稳定地调节车身高度,并抑制充放气过程中的过充与过放现象。     

磁流变阻尼器在工程车辆悬架系统中的应用

为了改善工程车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性,针对工程车辆被动式悬架系统存在阻尼固定、变化范围小的缺点,采用磁流变阻尼器,设计了其模糊控制器,建立工程车辆悬架系统的半主动控制模型,并用白噪声信号模拟路面情况进行仿真分析,结果表明:采用模糊控制的磁流变阻尼器的半主动悬架与被动悬架相比,可以有效地降低振动的加速度峰值,减振效果明显。     

磁流变阻尼器被动隔震振动台试验研究

目的检验磁流变阻尼器应用于结构被动隔震控制下的减震效果．方法对1：4缩尺比例的结构模型进行橡胶垫与磁流变阻尼器联合控制下的振动台试验，试验采用对磁流变阻尼器施加零电压和最大电压控制。来模拟结构在阻尼器被动摩擦阻尼和被动粘滞阻尼两种控制方式下。隔震上部结构和隔震层的的动力响应．结果应用磁流变阻尼器对结构进行的两种被动控制，均能起到很好的减震效果．其中被动摩擦控制可对隔震结构在大震下的隔震层位移起到限位作用；被动粘滞阻尼控制可对隔震结构小震下上部结构的加速度反应进行很好的控制．结论采用橡胶垫联合磁流变阻尼器对结构进行被动隔震控制，控制方法简便易行，控制效果良好．     

支承磁悬浮轴承的径向磁流变阻尼器设计

转子振动时其频响函数是其刚度和阻尼的函数,调节合适的刚度和阻尼,可以抑制转子振动.针对磁悬浮轴承对转子振动抑制能力差的缺点,设计了一种径向磁流变阻尼器.用这种阻尼器支承的磁悬浮轴承转子系统,通过控制磁流变阻尼器线圈中的电流来改变整个转子系统的支承刚度和阻尼,抑制转子高速时的振动.采用ANSYS对整个支承系统的电磁场进行仿真,验证及改进所设计的磁流变阻尼器.     

汽车磁流变减振器建模及其侧倾稳定性控制策略

首先建立了磁流变减振器外特性模型,以此为基础,提出了一种改进的天棚阻尼控制算法,实现了基于磁流变减振器的阻尼力主动控制,达到了控制车辆侧倾的目的。进行了CarSim和Matlab/Simulink联合仿真验证。仿真结果表明,所建立的磁流变减振器模型可以用于车辆悬架的控制研究,改进的天棚阻尼控制算法可以实现车辆的侧倾稳定性控制。     

闭环式电控空气悬架系统控制策略研究及验证

为提高车辆行驶平顺性及燃油经济性,本文主要对闭环式电控空气悬架系统控制策略进行研究.介绍了闭环式电控空气悬架系统的工作原理,利用Matlab/Simulink构建闭环式电控空气悬架系统整车动力学模型和Stateflow开发车身高度控制策略.对空气弹簧进行合理地充气和放气,在三种不同位置实现车身高度的实时调节.同时为验证...     

电控空气悬架系统高度传感器故障检测与隔离研究

为解决电控空气悬架在车身高度调节过程中,因高度传感器故障所致车身高度调节混乱问题,本文采用Matlab/Simulink软件,建立了含四支高度传感器及其典型传感器故障的电控空气悬架系统参数化整车悬架仿真模型,并采用Stateflow软件,建立控制策略状态机模型,实现车身高度在高位、中位、低位三种位置的实时调节.同时,针...     

含状态与输入约束的一类混杂系统优化控制

基于混杂系统的离散时间混合逻辑动态(mixedlogicaldynamical,MLD)模型,研究了混杂系统具有状态约束和控制输入约束优化问题的混合整数二次规划(mixedintegerquadraticprogramming,MIQP)方法.MIQP优化方法能够方便地处理由于物理限制或者安全运行的需要而引入的系统状态与控制输入所应满足的约束条件.采用二次型的性能指标,混杂系统的约束优化控制问题归结为求解一个MIQP问题.与连续变量二次规划问题(quadraticprogramming,QP)不同,MIQP问题存在对于部分决策变量取整数值0或1的约束条件.分别基于Branch&Bound算法和遗传算法,讨论了MIQP问题的求解步骤,并开发了用于求解MIQP问题的MATLAB程序.论文最后,针对一个混杂系统的约束优化控制问题,作了数值仿真计算.研究结果表明:MIQP方法是解决一类混杂系统约束优化控制问题有效的、且具有发展前景的方法.     

基于多场耦合分析的磁流变阻尼器建模与结构参数影响

为了建立准确的阻尼器出力模型,在Bingham黏塑性模型的基础上增加线性弹簧单元描述磁流变液的黏弹塑性. 以双出杆剪切阀式磁流变阻尼器为研究对象,将上述模型引入多场耦合仿真中,结合磁场仿真得到的非均匀动态磁场,可得磁流变液的表观黏度分布,处理得到阻尼器在不同的输入激励与电流下的动态特性. 研究结果表明,相较于并联本构,依据串联本构建立的磁流变阻尼器仿真模型与试验结果具有更好的一致性. 根据理论与仿真分析各结构参数对阻尼器磁场及阻尼器出力及其可调范围的影响,计算各参数对阻尼器出力的灵敏度. 结果表明,阻尼间隙与活塞直径对阻尼器的出力影响较大,其中活塞直径的影响最大,峰值灵敏度指标与均值灵敏度指标分别为84.66%和94.51 N.     

磁流变阻尼器的神经网络建模及应用

对非线性的磁流变阻尼器进行建模,建立单个磁流变阻尼器的神经网络正模型和神经网络逆模型,设计了两种四磁流变阻尼器的神经网络逆模型,通过两层控制策略将它们应用于汽车半主动悬架控制.结果表明:第1种神经网络逆模型对簧载质量的垂直加速度、俯仰角加速度和侧倾角加速度具有较好的控制效果,可有效改善车辆的行驶平顺性和操纵稳定性;第2种神经网络逆模型还有待改善.     

基于分数阶模型的磁流变阻尼器振动系统的预测控制

磁流变阻尼器因其可控阻尼的特性可以用于制作优质减振器,近年来,它与各种控制策略的结合设计已在工业振动控制领域得到了广泛的应用.研究表明,分数阶模型对磁流变阻尼器的拟合精度更高.本文使用分数阶模型描述磁流变阻尼器的粘弹特性,并利用Oustaloup近似方法得到易处理的分数阶传递函数近似值,离散化处理后选取输出跟踪输入的二次型性能指标设计了一种新的模型预测控制器.最后,通过仿真实验证明了该分数阶模型预测控制器具有良好的动态性能,验证了方案的可行性与稳定性.     

渤海某平台磁流变智能阻尼隔振控制

目的 研究了利用主动变阻尼控制系统优化方法设计磁流变智能阻尼隔振平台结构，为实际工程利用磁流变阻尼器为结构减振设计提供方法。方法 采用ANSYS软件提供的结构刚度矩阵庞大，不易进行半主动和主动控制系统设计，根据ANSYS有限元分析提炼出简化计算模型，基于主动最优控制设计方法，设计了磁流变阻尼隔振系统，进行了冰激振动和地震动作用下的磁流变阻尼智能振动控制反应分析．结果 该平台半主动磁流变阻尼隔振体系对导管架端帽处最大位移和甲板处最大加速度均有很好的控制效果，隔振层位移满足采油工艺要求．结论 主动最优控制设计方法是一种很好的设计方法，具有广泛的应用前景；对于平台结构半主动磁流变智能阻尼隔振体系是较好的控制方案．