主动悬架LQG控制加权系数果蝇优化方法

在汽车主动悬架LQG控制器的设计中,以悬架性能指标作为目标函数的加权系数通常为定值,为使系统性能达到更优,提出利用果蝇算法的参数少、易调节、计算量小、寻优精度高的特性,对其进行优化,提高LQG控制器的设计效率和性能。仿真结果表明,与传统的LQG控制结果进行对比,所采用的LQG控制果蝇优化权值系数方法更能改善汽车的主动悬架的性能。     

基于LQG的混合电磁悬架阻尼-刚度设计及试验研究

提出了一种具有三种模式的混合电磁悬架,三种模式分别侧重于悬架的平顺性、轮胎接地性和综合性能,协调了悬架平顺性与轮胎接地性之间的矛盾。建立了混合电磁悬架的动力学模型,确定了各个模式下LQG控制策略的加权系数。在不同的模式下分析了刚度、阻尼对于悬架动力学性能以及悬架能耗特性的影响,确定了不同模式下刚度和阻尼的取值,并进行了仿真分析。结果表明:混合电磁悬架相比于传统被动悬架能够有效改善悬架动力学性能,且相比于主动悬架能明显减少能量消耗。最后进行了试验研究,试验结果与仿真结果基本一致,验证了仿真结果的正确性,表明混合电磁悬架能够减少悬架主动控制时的能量消耗。     

基于人工蜂群算法的车辆主动悬架LQG控制设计

针对2自由度1/4车体汽车悬架LQG最优控制模型,综合局部精英策略局部搜索能力强和人工蜂群算法全局搜索效率高的优点,提出基于局部精英策略人工蜂群算法确定其加权系数的优化方法。利用Matlab/Simulink仿真软件,以积分白噪声模型作为地面输入和单位阶跃输入为路面输入模型,分别将传统LQG控制、人工蜂群算法LQG控制和局部精英策略人工蜂群算法LQG控制进行仿真和对比分析,结果表明,局部精英策略人工蜂群算法LQG控制方法可改善汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。     

转向姿态下车辆主动悬架系统的LQG控制研究

轮胎由于所受垂直载荷变化会引起其侧偏特性的变化,在此基础上建立起八自由度转向状态下主动悬架控制的整车动力学模型,设计了LQG控制器,运用仿真软件进行了数值仿真。计算结果表明：该模型较好的反映了汽车转向时的实际状态;通过选用合适的加权矩阵生成反馈矩阵控制器显著提高了转向姿态下汽车的行驶平顺性和稳定性。     

衬套弹簧式二级减振主动悬架及其半车非线性LQG控制器设计

针对作动器较大等效惯性质量放大需求控制力,阻碍旋转电机式主动悬架性能改善问题,提出了一种衬套弹簧式主动悬架二级减振结构方案。根据多工况实测力学特性,提出包含“反S型”刚度及“准饱和”阻尼特性的衬套弹簧力学模型,并据此建立了衬套弹簧式二级减振主动悬架半车非线性动力学模型;在增加衬套弹簧虚拟阻尼项保证系统稳定的基础上,对刚度的高次非线性项、“准饱和”阻尼非线性项进行前馈反馈线性化,设计出非线性LQG(linear-quadratic-Gaussian)控制器;为获得最优的悬架工作效果,对衬套弹簧虚拟阻尼进行了优化。结果表明,除能获得与传统理想主动悬架非常接近的悬架综合性能外,衬套弹簧式二级减振主动悬架还具有较好的变行驶工况鲁棒性。     

一种确定车辆悬架LQG控制加权系数的方法

针对车辆悬架LQG控制,提供一种确定与车辆平顺性各评价指标相关加权系数的方法.根据特定工况下对车辆平顺性各评价指标的具体要求,利用层次分析法,确定它们的主观加权比例系数;根据特定工况下原型悬架的性能统计数据,确定各评价指标的同尺度量化比例系数;结合各评价指标的主观加权比例系数与同尺度量化比例系数,确定LQG控制中与平顺性各评价指标相关的最终加权系数.运用实例表明:使用该方法确定加权系数的LQG控制效果明显,且适用性强.     

车辆主动座椅悬架的天棚反步控制器设计

为提高车辆的乘坐舒适度,针对车辆主动座椅悬架提出一种新的基于近似天棚阻尼参考模型的反步控制方法。在建立并分析 1/4车辆座椅悬架动力学模型的基础上,把近似天棚阻尼系统作为参考模型,将实际被控系统和参考模型之间的动态误差引入到反步的思想中,在保证系统达到一致渐进稳定的前提下,通过反步设计方法完成控制器设计 ,最终获得基于加速度反馈的实时作动力。最后通过与 PID和被动悬架仿真结果的对比,证明该系统的动态误差是指数渐近稳定的,且该方法可明显增强车辆座椅悬架系统减振效果,所提出的反步控制方法对于座椅悬架的实际控制具有参考价值。     

重型汽车主动悬架次优控制策略设计与分析

为合理设计汽车主动悬架次优控制策略、探讨不同次优控制策略对重型汽车行驶性能的影响,建立了四自由度汽车-路面系统动力学模型,采用改进模糊层次分析法进行性能指标赋权,设计了主动悬架的次优控制器,以车身质心加速度和道路破坏系数的线性加权和为指标,对不同次优控制策略进行评价优选,在时频域范围内对比分析了被动、最优和次优控制悬架的行驶性能差异。结果表明,不同次优控制策略对汽车行驶平顺性和道路友好性的影响差异明显,综合考虑状态变量可测性及测试成本,对车身和车轴加速度测量、并进行一次积分处理的次优控制策略性能最优;合理设计的次优控制悬架性能与最优控制相当或接近,且优于被动悬架,具有更好的实用性。     

车辆磁流变半主动悬架模糊LQG控制策略研究

为提升车辆行驶舒适性,提出一种半主动悬架模糊LQG(Linear-quadratic-Gaussian control)控制策略.对磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)进行力学特性测试,并建立改进双曲正切模型,利用试验数据采用遗传算法对力学模型进行参数辨识,从而得到可以用于准确描述...     

基于改进人工蜂群算法的主动悬架LQR控制器设计

针对主动悬架LQR控制策略中性能指标的权重系数依靠经验选取的不足,提出一种改进人工蜂群算法对LQR控制器的权重系数进行优化.对于标准人工蜂群算法存在的收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点,在跟随蜂阶段引入三种解搜索策略,并对选择策略进行调整,从而更好地平衡所提出算法的全局搜索能力和局部搜索能力.在MATLAB/Simuli...     

基于带修正因子的模糊控制汽车主动悬架系统的研究

根据路面 -汽车系统的特点 ,提出一种在线可调整的模糊控制算法 ,其模糊控制规则表可以用解析的方法进行计算。该方法不仅体现了模糊控制算法对非线性系统具有的明显优势 ,而且利用 L MS自适应模块调整模糊控制器的修正因子 ,改善单一模糊控制算法对专家先期经验的依赖缺陷。针对简化的汽车模型 ,以汽车操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标 ,进行了仿真计算及分析。又进一步在两自由度系统上进行了台架试验研究 ,结果证明该算法对系统的振动控制具有较好的效果。     

LQG controller designs from reduced order models for a launch vehicle

The suppression of liquid fuel slosh motion is critical in a launch vehicle (LV). In particular, during certain stages of the launch, the dynamics of the fuel interacts adversely with the rigid body dynamics of the LV and the feedback controller must attentuate these effects. This paper describes the effort of a multivariable control approach applied to the Geosynchronous Satellite Launch Vehicle (GSLV) of the Indian Space Research Organization (ISRO) during a certain stage of its launch. The fuel slosh dynamics are modelled using a pendulum model analogy. We describe two design methodologies using the Linear-Quadratic Gaussian (LQG) technique. The novelty of the technique is that we apply the LQG design for models that are reduced in order through inspection alone. This is possible from a perspective that the LV could be viewed as many small systems attached to a main body and the interactions of some of these smaller systems could be neglected at the controller design stage provided sufficient robustness is ensured by the controller. The first LQG design is carried out without the actuator dynamics incorporated at the design stage and for the second design we neglect the slosh dynamics as well.     

基于模糊控制的商用车驾驶室悬置有限带宽主动控制系统研究简

 建立了含驾驶室的商用车十自由度整车数学模型,对安装了驾驶室有限带宽主动悬置的商用车进行模糊控制系统设计,该控制系统全面考虑了驾驶室质心处垂直、俯仰、侧倾方向振动,并采用遗传算法对模糊控制器增益因子进行优化．以积分白噪声随机路面输入作为激励进行振动仿真,仿真结果表明采用本文设计的驾驶室有限带宽主动悬置模糊控制系统相对全浮式悬置系统有效降低了驾驶室质心垂直、俯仰和侧倾加速度,一定程度上提高了商用车行驶平顺性和乘坐舒适性．     

基于区域极点配置的汽车主动悬架H2/H 控制

利用混合H2/H 控制方法设计了某重载车辆悬架控制器。以此种方法设计出的控制器,通过H 控制指标保证被控对象约束输出传递函数的无穷范数低于适当γ值的同时,最小化一个给定的H2性能指标函数,较好的解决了悬架系统性能和系统鲁棒性之间的折衷优化控制问题,同时,通过将闭环极点配置在指定位置,保证了系统的动态性能,结果显示,通过将单一范数（H2或H ）控制方法改进为混合范数H2/H 控制方法,强化了每种范数各自的优势,系统综合性能品质得到了保证。     

基于二元件ISD结构隔振机理的车辆被动悬架设计与性能研究

二元件ISD串并联结构是组成被动机械网络的基础单元,通过在单自由度系统中振动响应特性和系统参数影响的讨论,研究二元件ISD结构振动控制的隔振机理,提出二元件串并联结构的理想匹配关系和悬架结构设计的一般方法,由此设计出车辆被动ISD悬架结构,建立四分之一悬架模型,采用多目标遗传算法优化被动机械元件的参数,参照相应标准以加权车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷均方根值为指标,对比研究所设计的被动ISD悬架结构的工作性能。仿真结果表明,所设计的车辆被动ISD悬架结构与传统被动悬架相比,在悬架动行程均方根值基本一致的前提下,其加权车身加速度和轮胎动载荷均方根值能同时得到改善,并且有效降低了低频段车身共振偏频处各项指标的功率谱密度峰值,说明所设计的悬架结构可有效改善车辆的乘适性和安全性。     

车辆半主动悬架阻尼多模式切换控制研究

为提高车辆行驶平顺性,提出了一种基于阻尼多模式切换减振器的车辆半主动悬架及其控制方法。相较于传统阻尼可调减振器,该新型减振器通过控制两个高速开关电磁阀的通断状态即可实现四种不同的阻尼工作模式,从而使得车辆半主动悬架的阻尼控制更加高效和节能。分析了阻尼多模式切换减振器的基本原理,建立了减振器阻尼特性数学模型。结合车辆悬架系统的阻尼比范围,确定了减振器关键部件参数,并通过仿真获取了四种阻尼工作模式下的减振器复原阻尼系数和压缩阻尼系数。在此基础上,进一步建立了车辆半主动悬架数学模型,采用模糊控制逻辑设计了悬架阻尼多模式切换控制策略。仿真结果表明,相较于传统被动悬架和基于天棚控制的半主动悬架,基于阻尼多模式切换减振器的车辆半主动悬架可以进一步改善车辆行驶平顺性。     

汽车动力总成主动悬置系统分层控制策略研究

针对汽车动力总成主动悬置系统结构特点,考虑作动器动态特性对系统控制精度的影响,提出了一种分层控制方法。在对三自由度1/4车主动悬置系统分析的基础上,推导了悬置系统和电磁作动器控制电路的数学模型,采用分层控制策略对悬置部分和作动器电路部分设计了上、下层控制器。上层悬置控制器采用综合性能较好的LQR控制,并利用遗传算法对其性能指标权重系数进行优化;下层作动器电路部分采用简单实用的PID控制,并利用粒子群算法对其参数进行优化。最后,通过对所设计的主动悬置系统设置两种典型工况进行仿真验证。结果表明:相比于传统控制,按照分层控制策略设计的主动悬置系统能够针对汽车不同工况实施更精确的控制,并且具有较强的鲁棒性和力跟踪性。