基于随机线性最优控制理论的车辆主动悬架控制器的设计研究

在基于1/4车辆单轮模型的基础上,笔者利用随机线性最优控制理论对车辆主动悬架LQG控制算法进行设计,建立LQG主动悬架与相同参数的被动参数的动力学的仿真模型,并对模型进行仿真分析.仿真实验结果表明,LQG随机最优控制方法能使汽车行驶的平顺性及安全性得到显著改善,在主动悬架控制技术中值得推广.     

基于Simulink的车辆半主动悬架建模仿真及控制器设计

本文在车辆半主动悬架系统的基础上为研究对象,建立1/4车辆模型,利用线性二次最优控制理论进行控制器设计,并在Simulink中建立系统模型进行车辆动力学的仿真,通过半主动悬架系统仿真结果与被动悬架系统进行比较分析车辆的相关性能的改善状况。     

轮边驱动电动汽车主动悬架LQG控制仿真研究

为了提高轮边驱动电动汽车的行驶平顺性,以车轮减振型轮边驱动系统作为研究对象,在其基础上设计不同的主动悬架布置方案。首先建立1/4车辆主、被动悬架动力学模型;然后采用最优控制理论设计车辆主动悬架LQG控制器,并基于层次分析法确定车辆各性能评价指标加权系数;最后在MATLAB/Simulink软件中建立仿真模型并进行仿真分析。仿真分析结果表明,相比于被动悬架,主动悬架两种布置方案均能有效地提高汽车行驶平顺性,综合考虑车辆各性能评价指标的改善效果,主动悬架布置方案二优于布置方案一。     

车辆主动悬架控制器的仿真设计

建立了基于1/4车辆动力学和单轮路面输入模型,应用最优控制理论进行车辆主动悬架的线性二次型最优(LQC)控制器的设计,并运用MATLAB/SIMULINK软件进行路面输入和1/4车辆仿真分析。仿真结果表明采用LQG控制方法的主动悬架可以较好地改善车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性。     

电控空气悬架控制器设计与仿真研究

通过建立1/2车辆电控空气悬架模型和路面输入模型,应用最优控制理论进行了电控空气悬架LQG控制器的设计,并在Matlab环境中建立系统模型进行模拟仿真,将被动空气悬架、主动空气悬架的车身加速度、俯仰角加速度、悬架动行程及轮胎动位移4项指标进行了分析对比。仿真结果表明,具有LQG控制器的电控空气悬架对车辆乘坐舒适性和操纵稳定性的改善具有良好的效果。     

Simulik在汽车主动悬架LQG控制仿真中的应用

建立了1/4汽车主动悬架模型,应用最优控制理论进行了汽车主动悬架的LQG控制器的设计,并Matlab/Simuhnk软件中进行仿真.结果表明:具有LQG控制器的主动悬架对车辆行驶平稳性和乘坐舒适性的改善有良好效果.     

汽车主动悬架控制策略的研究

为比较最优控制、模糊控制和PID控制在主动悬架控制中的控制效果,设计了不同控制方法下的主动悬架控制器,利用ADAMS虚拟样机软件建立简化后的1／4车辆主动悬架机械模型,并和MATLAB／Simulink进行联合仿真分析,对仿真结果进行比较,指出了不同控制方法的优缺点。     

电磁反力式混合型主动悬架最优控制研究

基于最优控制方法,研究一种同时含有被动和主动结构的新型主动悬架。在这种悬架中,电磁反力作动器产生主动控制力,而且只作用在非簧载质量上。以某车型1/4两自由度模型为研究对象,建立路面随机输入模型。应用最优控制理论设计了混合型主动悬架的LQG(Linear Quadratic Gaussian)控制器,使用matlab/Simulink建立悬架模型进行仿真。与被动悬架的仿真对比表明该悬架系统能较好地改善车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性,同时改善车辆在低频区的轮胎触地性。     

1/4车辆-座椅悬架系统集成最优控制

建立了具有三自由度的1/4车辆-座椅悬架系统模型,并分析了车辆悬架阻尼系数和座椅悬架阻尼系数对车辆减振性能的影响。基于最优控制理论,提出了一种联合车辆主动悬架与座椅主动悬架的集成最优控制,从而实现同时反馈调节车辆悬架和座椅悬架所需的控制力。同时,分别对车辆-座椅悬架系统集成最优控制、单独车辆悬架控制、单独座椅悬架控制及被动悬架控制的各项幅频特性进行了数值仿真分析。分析结果表明:相对于被动悬架控制,集成最优控制、单独车辆悬架控制和单独座椅悬架控制下的座椅加速度分别下降了68. 2%、58. 5%和37. 4%;车辆悬架动行程分别下降了31. 3%、17. 5%和11. 1%;轮胎动位移则分别下降了59. 6%、51. 9%和9. 6%;所提出的集成最优控制策略能更好地改善车辆乘坐舒适性和操纵稳定性。     

工程车辆主动悬架控制器的设计与仿真

通过车辆模型和悬架动力学模型的建立,把最优控制理论运用到主动悬架的控制策略中,进行LQG最优控制器的设计;并在输入一路面白噪声的情况下,利用AMESim建立主动悬架和被动悬架的仿真模型;仿真结果证明利用LQG方法控制的主动悬架在改善汽车的平顺性和操纵稳定性方面有着良好的效果。     

空气主动悬架模糊控制仿真与实验研究

建立了1/4车体二自由度的空气主动悬架模型,设计了用于该主动空气悬架的模糊控制器,应用Matlab/Simulink控制系统仿真软件,对1/4汽车空气主动悬架模型进行计算机仿真。仿真结果表明具有此模糊控制器的空气主动悬架在提高车辆乘坐的舒适性和操纵的稳定性方面明显优于空气被动悬架。在此基础上,设计了空气主动悬架台架实验,进行了空气被动悬架与空气主动悬架的台架对比实验。由实验结果可以看出,与空气被动悬架相比,空气主动悬架能有效改善车辆性能,与仿真研究结果具有一致性。     

基于MATLAB/Simulink的主动悬架仿真研究

采用单论车辆模型和路面输入模型为例进行理论分析,建立行驶动力学模型,利用线性二次最优控制理论进行主动悬架LQG控制器设计。以某轿车的后悬架为例,在MATLAB/Simulink环境下建立单轮车辆计算机仿真模型;最后将主、被动悬架的车身加速度、悬架动行程及轮胎动位移三项指标进行了对比分析。仿真结果表明,具有LQG控制器的主动悬架对车辆行驶平顺性和乘坐舒适性的改善有良好的效果。     

带动力吸振器的空气主动悬架的仿真研究

针对空气主动悬架在高频段的振动问题,设计一动力吸振器,建立带动力吸振器的空气主动悬架的1/4车辆动力学模型,结合最优控制相关理论,对带动力吸振器的空气主动悬架控制器进行设计。运用Matlab编程功能对动力吸振器参数进行优化并得到了最优参数。应用Matlab/Simulink软件对带动力吸振器的空气主动悬架的动力学模型进行频域和时域的仿真研究,并与不带动力吸振器的主被动空气悬架进行对比分析。结果表明带有动力吸振器的空气主动悬架在高频段的减振性能明显优于被动空气悬架和常规空气主动悬架。     

基于序关系分析法的车辆主动悬架控制器仿真研究

基于序关系分析法(G1法)进行了车辆主动悬架线性二次型高斯(Linear Quadratic Gaussian,LQG)最优控制器设计.首先对单轮车辆的主被动悬架进行数学建模,确定了系统输入信号模型;其次运用动力学知识建立了系统运动状态空间方程,并结合最优控制理论完成了最优线性控制器设计;结合序关系分析法确定了主被动悬架各性能指标系数的加权系数;最后在Simulink中对模型进行了对比仿真.仿真结果表明,在给定路况下,运用序关系分析法确定合适的权重值,优化了车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移,较好地改善了车辆的综合性能,并且将主动控制力控制在了要求范围内.     

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。     

车辆主动悬架系统的模糊控制仿真研究

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.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.由于模糊控制具有建模简单、控制精度高、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.设计了以车身速度和加速度为输入的模糊控制器,实现了对主动悬架的控制.同时,以某种车型为仿真对象,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.     

基于工程轮式车辆模型的悬架系统研究(一)——工程轮式车辆悬架系统的数学模型

分别对4自由度工程轮式车辆的被动悬架系统和主动悬架系统进行数学建模,考虑了路面干扰的复杂性,为下篇进行工程车辆悬架系统仿真分析打下基础.     

基于遗传算法的汽车主动悬架控制器优化设计

针对LQR方法设计主动悬架控制器存在的不足,研究遗传算法与LQR方法结合优化汽车主动悬架控制器的设计。建立汽车半车模型的动力学方程,应用随机线性最优控制理论设计车辆主动悬架LQR控制器,并在Matlab/Simulink环境中实现该控制器的数值仿真,根据仿真结果运用遗传算法对控制器性能参数进行优化。对优化控制器的仿真结果进行时域和频域分析,结果表明:遗传算法与LQR方法相结合,能较快收敛到最优解;优化的主动悬架控制器可以较好地改善车辆舒适性。     

基于工程轮式车辆模型的悬架系统研究（一）——工程轮式车辆悬架系统的数学模型

分别对4自由度工程轮式车辆的被动悬架系统和主动悬架系统进行数学建模，考虑了路面干扰的复杂性，为下篇进行工程车辆悬架系统仿真分析打下基础。     

基于PID控制的三级减振式主动悬架仿真研究

以设计的三级减振式主动悬架为研究对象,建立4自由度四分之一车三级减振式主动悬架动力学模型,以白噪声作为路面激励信号,建立路面模型。通过Matlab/Simulink软件建立三级减振式主动悬架的仿真模型。在C级路面下,基于PID对车身加速度进行控制,得出在有无PID控制车辆主动悬架系统的仿真对比。最后对车身加速度、悬架动行程和轮胎行程进行对比分析。结果证明,基于PID控制的三级减振式主动悬架能够更好的减小振动,使车辆的平顺性更好。