基于电磁作动器的车辆座椅悬架最优控制研究

为了改善农用车、工程车等车辆座椅的减振性能,以电磁作动器为执行器,建立人体座椅—车辆两自由度的主动座椅悬架系统模型。通过对该系统的动力学模型进行线性化处理,并应用二次型最优控制理论,选取合适的加权系数,实现系统的最优控制。在Matlab/Simulink中以白噪声路面激励为系统输入,对主动控制和被动控制的座椅悬架系统仿真分析。结果表明：在不同的激励条件下,基于电磁作动器的主动座椅悬架系统减振效果显著,大幅降低了驾驶员所承受垂直振动加速度,提高了车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。     

时滞正反馈控制下汽车悬架系统的多目标优化

兼顾时滞正反馈控制下汽车悬架系统的隔振效果和控制力输入,提出设计变量的多目标优化策略.建立时滞正反馈控制下1/4汽车悬架系统的力学模型;分析系统的稳定性,得到反馈增益系数和时滞两参数平面上的稳定性分区图;以反馈增益系数和时滞为设计变量,将车身加速度与控制力幅值的线性加权组合为优化目标,通过粒子群优化算法得到设计变量的最...     

基于ResNeSt网络路面状态识别的主动悬架模型预测控制

为了提升不同运行工况下的路面状态识别精度及主动悬架平顺性控制性能,提出一种基于ResNeSt网络路面状态识别的主动悬架模型预测控制(MPC)方法.首先,搭建基于多路径分散注意力思想的ResNeSt网络架构,建立面向主动悬架实时控制的路面状态识别算法,采用交叉熵目标损失函数和AdamW梯度下降算法进行网络训练以及测试实验验证;然后,在此基础上设计基于路面状态识别的主动悬架MPC控制算法,根据离散状态空间方程推导悬架系统预测模型,以悬架预测输出和控制力输入为性能指标建立目标函数,并考虑不同路面的控制策略确定加权矩阵取值,在系统约束条件下,将MPC目标函数转化为二次最优规划问题的求解;最后,将所提出控制算法与被动悬架、LQG控制进行对比仿真分析,结果表明:ResNeSt网络可以快速准确地识别多种路面状态,所提出控制算法能够根据路面状态对悬架进行实时瞬态主动控制,簧载质量加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的均方根值平均值相比LQG控制分别降低36.56%、32.99%和36.28%.     

基于电流变阻尼器的履带式车辆悬架振动控制

提出一种基于电流变阻尼器的半主动悬架系统,建立了某履带式车辆悬架的1/4车体动力学模型,在此基础上给出了悬架系统的运动方程和状态方程,分析了某种剪切模式电流变阻尼器的阻尼力并作为悬架系统半主动控制的制动器.将随机最优控制理论应用到车辆悬架的控制中,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,设计了线性二次型高斯(LQG)控制器,通过被动悬架与LQG控制悬架的仿真比较,在轮胎动位移基本相同的情况下,LQG控制能有效的降低车身加速度,充分利用悬架的工作空间,提高车辆的舒适性和安全性.     

车辆主动悬架优化设计与仿真分析

基于混合粒子群优化（Hybrid Particle Swarm Optimization,HPSO）算法设计了一种以降低车身加速度（BA）,悬架动行程（SWS）和轮胎动位移（DTD）为目标的车辆主动悬架线性最优控制器。建立了2自由度1/4车辆主动悬架动力学模型,运用混合粒子群优化算法对LQG控制器的权值矩阵进行优化求解,在Matlab/Simulink环境下,对不同工况下的车辆悬架进行了仿真分析。仿真结果表明,经过混合粒子群算法优化后的主动悬架在行驶平顺性和操纵稳定性上有所改善,并且优化后主动悬架性能指标BA,SWS和DTD的均方根值最大分别减少了22.56%,44.27%和19.75%。     

基于EHA的车辆主动悬架建模与仿真研究

采用一种新颖的可控减振技术,提出基于EHA的主动悬架系统.文章在建立1/4车辆悬架动力学模型和EHA综合模型的基础上,以天棚阻尼模型作为参考模型,利用模糊控制方法对簧载质量的垂直加速度进行控制并与被动悬架进行了比较.仿真结果表明:在随机和脉冲两种信号的激励下,相对于被动悬架,主动悬架簧载质量的垂直加速度均方根值分别下降了27%、16%,结果证明了所建模型的正确性以及模糊控制方法对改善汽车性能的可行性和有效性.     

基于反向递推的主动悬架控制设计与仿真

车辆悬架系统是典型的非线性系统,反向递推(Backstepping)控制理论适用于非线性系统的控制.本文建立了基于反向递推控制策略的车辆主动悬架模型,证明了该主动悬架系统具有全局渐进稳定特性,能实现突遇路面冲击时防止发生悬架击穿之目的.对某型车辆单轮悬架的越障案例进行了仿真研究,结果表明:当车辆驶过路面突起时,采用所提出的反向递推控制策略的主动悬榘系统的性能优于最优控制主动悬架和被动悬架系统,避免了悬架击穿.     

两种车辆悬架系统的建模与控制仿真

车辆悬架系统作为汽车的一个重要组成部分,其性能好坏会影响到车辆的平顺性与稳定性。以1/4车辆模型为例,从被动悬架到主动悬架,将车辆悬架系统动力学原理与MATLAB仿真软件相结合,即首先利用动力学理论建立其数学模型,然后在仿真软件中建立其相对应的模型进而动态仿真,最后对比结果。实验结果表明,在车轮动载荷大致相同的条件下,设计的主动悬架有效地降低了车体的垂直加速度,与被动悬架相比,优化了约17%,提高了车辆在行驶过程的平顺性和驾驶的稳定性。     

基于遗传算法的空间伸展臂展开过程优化控制

针对空间伸展臂展开过程建立多体系统动力学模型,并以控制力为变量建立优化控制模型,通过最优控制力的选取,使空间伸展臂得以平稳、快速展开.为了避免基于梯度的优化方法在寻找最优控制力过程中大量复杂的灵敏度计算,采用遗传算法进行全局寻优.同时,优化迭代过程中动力学方程采用高阶变分数值积分方法求解,具有更高的稳定性.最后,以剪叉式空间伸展臂为例,利用遗传算法对其展开过程进行优化控制.     

车辆悬架减震优化设计方法仿真

车辆在不同路况和不同车速等情况下,悬架系统弹性元件受到的冲击大小差异很大,无法形成固定的振动规则,振动剧烈程度与阻尼系数无法关联.传统车辆悬架减振设计方法,采用固定阻尼系数来减少弹性元件的振动,没有考虑不同路况及车速产生的振动剧烈程度不同的问题,减振效果较差.提出一种车辆悬架减震优化有限元设计方法,分析车辆悬架减震器的功能和结构,塑造车辆悬架减震优化模型,采用ANSYS有限元软件中一阶优化方法进行车辆悬架减振优化设计,以悬架减震器阻尼力为优化目标,以减震器阻尼系数为优化设计变量,以静强度和最大减震强度为约束条件,对车辆悬架减震进行有限元优化设计,确保车辆车身振动迅速衰弱,使车身能够很快达到一种稳定状态.实验结果表明,上述方法使车辆减震阻尼力和最大减震强度都优于传统方法,具有较高的稳定性和控制精度.