汽车磁流变半主动悬架混合天棚控制仿真

设计开发有效的控制策略是实现半主动悬架功能的关键。在分别对天棚控制和地棚控制半主动悬架的工作域分析的基础上,兼顾天棚控制和地棚控制各自优点,提出并设计了一种混合天棚半主动悬架控制算法,建立了汽车半主动悬架系统动力学模型,进行了磁流变减振器的力学试验建模,开展了磁流变半主动悬架的混合天棚控制仿真分析。结果表明,相对于被动悬架,混合天棚控制半主动悬架的簧载质量加速度降低了9.4%,悬架动挠度降低了20%,轮胎动载荷降低了3.2%。混合天棚控制半主动悬架不仅能够降低簧载质量加速度,同时明显减小了悬架动挠度和轮胎动载荷,提高了汽车的平顺性和操纵稳定性。     

车辆主动悬架的模糊PID控制仿真

根据某车型悬架参数,建立了1/4车主动悬架Matlab/Simulink模型,选择簧载质量加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷作为控制目标量,采用模糊PID复合控制技术,针对该悬架模糊控制模型的设计及仿真。仿真结果表明:与被动控制、PID控制的悬架系统性能相比,该控制策略系统的簧载质量加速度和轮胎动载荷有了显著降低,有效改善了乘坐舒适性。     

自供能量式磁流变半主动悬架特性研究

为了克服磁流变半主动悬架耗能大的缺点,提出了一种自供能式磁流变半主动悬架结构。分别建立了磁流变减振器和直线电磁线圈数学模型,分析得出了半主动悬架能够实现能量自供给的必要条件,对该磁流变半主动悬架动态性能和自供能效果进行了仿真分析。结果表明,该磁流变半主动悬架在天棚控制下簧载质量加速度下降26.2%,悬架动挠度下降10.8%,轮胎动载荷下降13.3%;能够实现能量自供给,馈能效率为13.6%。     

车辆电动静液压作动器的半主动悬架时滞补偿控制

为了改善车辆行驶的平顺性和操纵稳定性,设计了一种基于电动静液压作动器（EHA）的车辆半主动悬架结构。进行了EHA作动器的性能试验分析,建立了EHA半主动悬架的键合图模型,计算了EHA半主动悬架系统的临界时滞,分析了时滞对EHA半主动悬架幅频特性和减振性能的影响,设计了Smith预估时滞补偿控制器,进行了EHA模糊控制半主动悬架的时滞补偿仿真分析。结果表明,EHA半主动悬架具有较好的阻尼可控性;然而随着时滞的增大,悬架系统会出现“轮跳”现象;在Smith时滞预估补偿控制下,EHA半主动悬架的簧载质量加速度减小约30%,轮胎动载荷减小约20%。     

基于模糊PID算法的汽车半主动悬架振动控制

选择了某微型汽车悬架的磁流变减震器为研究对象,运用汽车动力学理论建立了1/4汽车半主动悬架控制系统动力学模型,基于模糊PID控制算法设计了模糊PID控制器.车辆在不同路面输入谱和不同行驶速度下,以悬架的簧载质量加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷3个基本参数来表征磁流变半主动悬架系统的振动特性,运用Matlab/Simulink软件对该悬架系统进行仿真研究,仿真结果表明,当汽车在不同等级的路面上行驶时,随着车速的提高,采用模糊PID控制半主动悬架汽车的簧载质量加速度和悬架动挠度的幅值相对于被动悬架均明显减小,表现出了良好的控制效果.轮胎动载荷与被动悬架的幅度大体相当,偶尔还比被动悬架幅值高,但综合来看,模糊PID控制器能更好地减小汽车振动,进一步提高汽车的乘坐舒适性.结果同时也说明了模糊PID控制具有很好的鲁棒性.采用磁流变减振器的半主动悬架系统有效地改善了汽车乘坐舒适性和操纵稳定性.     

主动悬架的直接控制算法研究

研究直接控制算法对主动悬架的控制效果。建立了二自由度主动悬架模型,比较了采用直接控制算法的主动悬架和被动悬架在随机路面和阶跃信号激励下的簧载质量加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的响应特性,分析了低通滤波器的截止频率对各评价指标的影响。结果表明,采用直接控制算法的主动悬架可以大幅度降低簧载质量加速度和悬架动挠度,而轮胎动载荷只有少量增加;与被动悬架相比有更好的瞬态响应性能;低通滤波器的截止频率对舒适性和操纵稳定性的影响效果相反,在实际应用中需合理选择。     

量纲一化的悬架参数设计及评价方法

提出一种量纲一化的悬架参数设计及评价方法。将悬架系统性能评价指标进行量纲一化描述,并分析了量纲一算子对簧载质量加速度、悬架动挠度、轮胎动态压缩的影响。考虑悬架刚度和阻尼非线性与簧载质量不确定性因素,结合雷达图评价了多种参数组合下的悬架的折中性能,从而获得最佳的参数组合。结果表明,该方法可对具有参数非线性和质量不确定性悬架系统的性能进行有效的综合评价,对实际工程设计具有指导意义。     

电流变阻尼悬架的半主动控制分析

在介绍电流变液基本特性的基础上,提出了基于电流变阻尼悬架的半主动控制.并建立了1/4车辆动力学模型,给出了悬架系统的状态空间方程.依据随机线性最优控制理论,以车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移的加权二次型最小为控制性能指标,设计了LQG控制器;依据模糊控制理论,设计了二输入单输出的模糊控制器,根据经验和理论分析制定了模糊控制规则.运用Matlab/Simulink进行了悬架半主动控制的建模和仿真分析.仿真结果显示,与被动控制相比,半主动控制有很好的控制效果,车身加速度下降超过40%,显著地改善了车辆的平顺性.     

汽车磁流变半主动悬架控制策略对比研究

在分析磁流变减振器的结构与原理的基础上,建立起较为简化的汽车磁流变减振器数学模型。同时,建立了1/4汽车半主动悬架系统动力学模型及路面谱模型;分别设计了基于磁流变半主动悬架系统的天棚控制器、地棚控制器、PID控制器及模糊控制器,并利用Matlab/Simulink软件进行了仿真试验对比研究。在天棚控制策略下,车身加速度降低16.32%,悬架动挠度降低16.91%;在地棚控制下,车身加速度降低11.29%,悬架动挠度降低2.94%;在PID控制下,车身加速度降低79%,悬架动挠度反而上升73%;在模糊控制下,车身加速度降低21%,悬架动挠度降低12%,轮胎动载荷降低5%。结果表明,模糊控制磁流变半主动悬架有效减小了车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷,明显地提高了汽车乘坐舒适性和操纵稳定性。     

电液比例控制半主动悬架研究

针对车辆平顺性与安全性问题,该文提出了一种基于力输出的新型电液比例控制半主动悬架系统。并建立了1/4半主动悬架模型,应用变论域模糊控制策略进行了AMESim和Simulink的联合仿真,结果表明经过变论域模糊控制策略后的1/4半主动悬架较被动悬架簧载质量加速度降低了34.3%;悬架动挠度降低了7.3%;非簧载质量加速度降低了10.6%。     

天棚控制的共享气室悬架系统平顺性研究

采用拟合建模的方法建立共享气室空气弹簧系统刚度模型.结合力学及天棚阻尼控制理论建立半主动悬架系统Matlab平顺性模型,并将共享气室空气弹簧模型与悬架系统模型结合,搭建共享气室空气悬架试验台架;研究不同频率下共享气室空气弹簧系统参数对半主动悬架系统平顺性的具体影响.结果 表明空气弹簧参数变化对车身加速度以及轮胎动载荷的影响较为明显,而对悬架动挠度的影响较小.同时发现各参数在低频率范围对半主动悬架平顺性的影响较高频范围更加显著.     

基于AMESim的馈能式半主动悬架仿真研究

提出了一种基于EHA的车辆馈能式半主动悬架结构,并针对车辆在振动较小的状态下电能无法得到有效回收的问题,引入了Boost升波斩压电路对馈能电压进行泵升。在AMESim软件中建立了1/4车辆EHA半主动悬架模型。同时,在MATLAB/Simulink中设计了半主动悬架LQG最优线性二次控制器以及Boost电路仿真模型。利用AMESim与MATLAB/Simulink软件,对EHA半主动悬架能量回馈特性以及车辆行驶平顺性进行了联合仿真研究。结果表明,在LQG控制下EHA半主动悬架有效地降低了车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷,从而提高了车辆的乘坐舒适性与行驶安全性;同时在Boost电路泵升作用下,馈能电压得到了有效回收。     

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...     

基于Carsim的整车半主动悬架PID控制研究

本文建立了七自由度整车半主动悬架系统的动力学模型,并提出了评价悬架性能的三个指标:车身加速度、悬架动行程、轮胎动载荷。为了满足悬架的三个性能指标,本文在悬架的垂直、侧倾和俯仰三个方向上设计了三个PID控制器,并分配到汽车的四个作动器上。为了验证PID控制器的有效性,本文以随机粗糙路面为例,在Carsim中建立整车模型和路面模型,在Simulink中设计PID控制器,两者进行联合仿真。结果表明,相比于被动悬架,PID半主动悬架可以保证汽车在行驶过程中的平顺性和乘客乘坐的舒适性。     

车辆主动悬架自适应LQG控制策略研究

针对车辆主动悬架的结构原理,建立了其动力学模型。在分析车辆主动悬架状态方程具有时变性的基础上,提出了自适应LQG主动悬架控制策略,通过自适应控制模型能够实现对车辆悬架时变参数和扰动输入参数的辨识。结合LQG控制性能指标函数,在确立簧载质量垂直加速度、悬架动行程和轮胎动行程的加权系数后,通过采用扩展自回归滑动平均模型进行悬架时变参数辨识,实现了主动悬架的自适应LQG控制。仿真结果表明自适应LQG控制策略优于LQG控制,较好地改善了车辆的平顺性。     

基于MATLAB最优控制车辆半主动悬架研究及仿真

车辆悬架系统对整车乘坐舒适性和操纵稳定性起着至关重要的作用。通过建立路面白噪声模型和1/4车辆模型,应用线性最优反馈策略设计出状态反馈控制器,充分利用MATLAB/Simulink仿真平台对半主动悬架和被动悬架的各项性能进行了仿真,并作了对比。结果表明,较被动悬架,采用半主动悬架时车身加速度、悬架动挠度、车轮动载荷均有不同程度的减小,进一步说明了半主动悬架的优越性。     

电液半主动馈能悬架非线性建模与协调性优化

为了协调电液半主动馈能悬架的减振性能与馈能性能,建立了基于电液作动器的半主动馈能悬架的非线性模型,开展了力学特性试验,并采用最小二乘递推算法对系统模型进行了参数辨识。分析了电液作动器主要参数对悬架减振性能和馈能性能的影响,采用遗传算法对电液作动器主要参数进行了优化,并进行了台架试验。试验结果表明,频率2Hz、幅值30mm的正弦路谱输入下,优化后的电液半主动悬架簧载质量加速度降低22.23%,馈能功率提高40.51%,在保证满足一定的车辆乘坐舒适性和行驶安全性的要求下,悬架馈能性能得到明显提高。     

非线性商用车仿生悬架等偏频等高度设计

针对商用车悬架基于满载设计存在的变簧载时车辆平顺性差的问题,提出了一种基于双菱形仿袋鼠腿悬架(简称“仿生悬架”)的等偏频等高度设计方案,并对该方案进行研究、分析与评价,以改善商用车的平顺性。通过静力学特性分析,得到了仿生悬架的弹性特性和刚度特性并开展了等偏频等高度设计研究。研究发现：仿生悬架具有较理想的非线性弹性特性和刚度特性,相比线性悬架,具有更多的动容量和更强的抗击穿能力;悬架的初始角度和刚度比对其特性和行程区间有重要影响;通过调节仿生悬架初始角度可实现不同簧载质量悬架的等偏频等高度设计,表明所提设计方案可行。仿真分析结果表明,在不同路面等级(B、C、D)、不同车速(40～100 km/h)下,商用车经仿生悬架等偏频等高度设计后,车身加速度均方根值较设计前明显减小,平顺性得到有效改善。搭建了仿生悬架实验测试模型,在不同路面条件下,等偏频等高度设计后,空载和半载垂向加速度均方根值较设计前分别减小20.6%～28.3%和12.1%～20.4%,验证了等偏频等高度设计方案的正确性和有效性。     

基于NSGA_2与LMI的主动悬架混合H2/H∞鲁棒控制

考虑实际应用,提出一种考虑电液作动器动态特性的主动悬架模糊静态输出反馈控制器的设计方法。利用T-S模糊模型逼近具有非线性动态特性的主动悬架模型,将悬架设计考虑的三个指标中的行驶平顺性（车身垂直加速度）作为H2性能指标,操纵稳定性（轮胎动载荷）和悬架动行程作为H∞性能指标,利用多目标遗传算法——NSGA_2对控制增益进行搜索,通过解线性矩阵不等式得到H2和H∞范数。用MATLAB/Simulink仿真进行比较,结果表明,所得主动悬架的三个性能指标都优于被动悬架。     

基于LQG的车辆悬架系统控制仿真

将线性二次型高斯控制（LQG）的理论应用到了车辆半主动悬架系统的控制中,通过仿真分析了其特性,LQG控制的半主动悬架系统,在悬架弹性元件支撑的所有部件的质量（简称簧上质量）的固有频率附近,悬架的平顺性和动挠度不能同时得到改善,而在中频段可以使二者同时得到改善,在低频段和接近非簧载质量的固有频率段内,改善悬架的平顺性则必然会增加悬架的动挠度．