电动静液压自供能量式汽车主动悬架设计及试验

针对目前电液伺服主动悬架所存在的稳定性差、结构复杂及成本高等缺点,将先进的电动静液压EHA(electro-hydrostatic actuator)技术应用于汽车主动悬架设计中,设计了EHA自供能量式汽车主动悬架。根据该主动悬架的工作原理与结构特点,建立了EHA主动悬架系统的键合图模型;利用Matlab/Simulink软件,在随机路面谱输入下,对该悬架系统进行了天棚控制、地棚控制仿真策略的对比研究。在理论分析的基础上,进行了EHA自供能量式主动悬架样机的选型、设计与试制,并研制了试验台架系统。试验结果表明:天棚控制EHA主动悬架作用下,车身加速度下降13.28%,悬架动挠度下降10.50%,验证了所设计主动悬架系统的可行性与控制效果。     

主动悬架LQG控制及其液压参数研究

针对忽略作动器实际动作及液压系统参数造成目前的主动悬架模型精确性低的缺陷,结合液压原理,建立包含液压系统参数在内的主动悬架模型。通过分析LQG控制的原理及优点,确定车身加速度、悬架动挠度、车轮动位移的加权系数矩阵,以实现主动悬架的LQG控制。将SIMULINK仿真结果与被动悬架、主动悬架PID控制进行对比,并通过LQG控制模型及被动悬架模型,对系统进行频域分析。以LQG控制仿真试验为基础,对主动悬架耗能进行了研究。结果表明,包括液压系统参数在内的主动悬架LQG控制优化了传统主动悬架模型,车身加速度及车轮动位移参数较PID控制降低了40%以上,可提高车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性,特别是在系统的一阶固有频率处,拥有更好的减振效果。能耗仿真计算结果表明,选用衔铁质量小、衔铁组件刚度小的比例电磁铁,可以有效降低系统耗能30%以上,但减振效果会有所降低。     

基于模糊PID的半主动悬架控制策略研究

为提高悬架性能，改善车辆的舒适性、操纵稳定性和安全性，基于Matlab/Simulink建立1/2车半主动悬架模型，设计模糊PID控制器对半主动悬架进行控制。以白噪声信号通过积分器的方法产生随机路面输入，将建立的模型在Simulink中进行仿真。仿真分析结果表明，所设计的半主动悬架能够有效减小车身加速度、悬架动变形及前后车轮动载荷，改善车辆行驶过程中的振动。     

航空电动静液作动器技术浅谈

随着飞机的舵面控制系统的要求进一步提高,功率电传作动技术是多电飞机区别于传统飞机的关键技术之一,功率电传作动系统的应用将取消飞机上原有的分散液压源和气压源,而采用电动静液作动器作为传动部件。本文阐述了航空电动静液作动器的技术发展概况,介绍了航空电动静液作动器的系统组成,分析比较了EHA在三种不同原理及特点,总结了EHA在飞机应用中的优势。     

车辆-座椅主动悬架滑模控制器设计与优化

为提高车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性,建立三自由度1/4车辆-座椅主动悬架系统模型,结合滑模变结构控制理论,提出一种车辆主动悬架和主动座椅悬架的滑模集成控制策略。基于滑模面到达条件,利用Lyapunov稳定性理论对滑模控制器稳定性进行验证。以座椅悬架动挠度和控制器控制力输出为约束,建立以座椅质心垂直加速度、车辆悬架动行程和轮胎动位移为控制目标的多目标优化问题,利用粒子群算法对滑模控制器参数进行多目标优化,并在MATLAB环境下建立仿真程序进行数值仿真。仿真结果表明:与优化前的悬架系统和被动悬架相比,优化后悬架系统的座椅质心垂直加速度、车辆悬架动行程和轮胎动位移目标均有一定程度的减小,车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性得到了较好的改善。     

电磁复合式馈能悬架半主动控制研究

针对以直线电机为作动器的馈能型半主动悬架现有控制方法存在缺陷且电磁阻尼力小等问题,设计了电磁复合式馈能悬架结构,建立了包括电磁复合式作动器(electro-magnetic linear hybrid actuator,EMLHA)的车辆二自由度悬架模型。提出一种由主环与内环构成的半主动控制策略,其中主环通过线性二次高斯(linear quadratic Gaussian,LQG)控制策略得出理想半主动力,并利用蚁群优化算法确定其控制参数。在此基础上,为减小过大电磁阻尼力对半主动控制的扰动,通过分析悬架馈能电路提出电机绕组限流策略,结合减振器阻尼力补偿控制方法共同实现内环控制。最后对所设计的复合悬架及其控制方法进行动力学性能与馈能性能仿真,并与传统直线电机悬架与被动悬架进行对比分析。结果表明:复合悬架能够有效改善悬架动态性能,并且直线电机回馈能量的72.5%被储存至超级电容,说明复合悬架及其半主动控制策略能够在提升悬架舒适性与安全性的基础上回收部分振动能量。     

基于模糊PID控制的非线性液压系统仿真分析

设计了一种新型双面鼓式撇油器液压系统,并应用功率键合图建立了液压系统模型。在Matlab/Simulink环境下,对液压系统开展速度控制研究,模糊PID控制较好地满足了非线性液压系统的控制要求。     

车辆磁流变半主动悬架模糊滑模控制

为提高半主动悬架减振效果,将结合模糊控制理论的滑模控制算法应用于磁流变半主动悬架控制中,并通过Matlab/Simulink建立了磁流变阻尼器及悬架动力学模型,同时进行了仿真分析,结果表明,采用模糊滑模控制策略优于传统控制策略。     

自抗扰控制器的建模与仿真分析

为提高自抗扰控制器仿真工作效率,解决程序建模的难度及耗费时间的问题,通过对自抗扰控制器结构及控制原理进行研究,以跟踪微分器建模为例,引入最速控制综合函数,利用Matlab中的Simulink模块对跟踪微分器进行建模、封装并建立自定义库,进行实验分析研究。结果表明:采用Simulink模块搭建的系统模型,能够很好地跟踪输入信号的同时还便于调节参数,可以直观地观察仿真结果并进行参数综合调整以达到最优控制效果。利用此方法对自抗扰控制器的各控制部分进行建模并建立自定义库,能够提高仿真实验的效率,其操作效果要优于利用建立函数文件的方法。     

可控ISD悬架系统的建模与LQG最优控制

为解决惯容器、弹簧、阻尼(Inerter-spring-damper,ISD)三元件并联的被动ISD悬架性能不理想的问题,提出惯容系数可调的可控ISD悬架,采用线性二次高斯(Linear-Quadratic-Gaussian,LQG)控制策略对其进行最优控制,并在Matlab环境下进行仿真分析。结果表明:相对于传统悬架,可控ISD悬架的车身加速度均方根值降幅为9.49%,悬架动行程均方根值降幅为53.9%,车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性得到极大改善,提高了惯容器、弹簧、阻尼三元件并联ISD悬架结构的工程应用价值。