汽车悬架主动控制策略研究

在汽车研究领域，控制系统结构及控制算法的设计和研发是提高汽车性能的关键。这里深入浅出的探讨了最优控制、天棚阻尼控制、自校正控制、模糊控制以及神经网络控制等策略在汽车主动悬架中的应用情况。以此说明控制技术在汽车领域中的发展趋势。     

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。     

汽车主动悬架控制策略对比研究

为提高汽车主动悬架减振性能,建立了简化的1/4车体二自由度主动悬架模型,分别结合PID控制、模糊控制和自适应模糊PID控制方式设计了1/4车二自由度主动悬架控制器。以C级路面白噪声随机信号为激励,利用MATLAB/Simulink软件对车辆主动悬架的三种控制方式进行了仿真,选取车身垂直振动速度及加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷等指标进行控制效果评价。结果表明:基于自适应模糊PID控制的主动悬架较其他控制方式能明显改善汽车行驶平顺性,可有效抑制汽车主动悬架的振动。     

基于ANFIS-PID控制策略的主动悬架动力学性能研究

主动悬架系统能显著提高车辆的行驶平顺性,是未来车辆悬架的发展方向,其关键问题是如何设计合适的控制规则,使车辆始终处于最优减振状态。因此,为了改善车辆的行驶平顺性,在1/4车辆主动悬架动力学模型的基础上,设计了一种自适应神经模糊推理系统的PID(ANFIS-PID)控制策略,并与传统PID控制策略进行了对比。结果表明：相比于PID控制的主动悬架,采用ANFIS-PID控制的主动悬架能够更有效地降低车身加速度和轮胎动载荷,进一步提高了车辆的行驶平顺性。     

基于RBF的主动悬架反演滑模控制策略研究

为了使汽车悬架系统得到更好的动态响应和优化控制,将径向基神经网络(RBF)算法应用到了反演滑模控制策略中。建立了C级随机路面激励与2自由度1/4汽车悬架系统模型之间的关系;建立了主动悬架系统运动状态方程,对车辆垂直加速度、悬架动挠度和轮胎动位移等悬架系统评价指标进行了研究;提出了一种基于径向基神经网络(RBF)算法的反演滑模控制策略;在Matlab/CARSIM联合仿真平台,对2自由度1/4汽车悬架系统模型和RBF反演滑模控制策略进行了仿真试验。研究结果表明:以C级随机路面为激励的条件下,此控制策略使车身加速度降低了34.7%,悬架动挠度降低了28%,轮胎动位移降低了28.7%,提升了悬架的动态性能和控制性能。     

基于粒子群算法的主动悬架混合控制策略研究

为了有效协调车辆乘坐舒适性、行驶平顺性及安全性,进行了基于粒子群算法的主动悬架混合控制策略研究。首先分析了天棚/地棚控制策略在提高悬架动力学性能方面的局限性;随后结合天棚和地棚控制策略,提出了混合控制策略,并采用粒子群算法进行了混合控制策略的控制参数寻优,确定了最优控制参数;最后,进行了混合控制策略下主动悬架和传统被动悬架在时域与频域内的对比仿真分析,仿真结果表明,混合控制策略下主动悬架的性能明显优于被动悬架,其车身加速度均方根值减小了13.96%,悬架动挠度均方根值减小了26.01%,车轮动载荷均方根值减小了8.59%,说明了混合控制策略在协调车辆动力学性能方面的有效性以及控制参数优化结果的正确性。     

汽车主动悬架控制策略研究及分析

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.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.由于模糊控制具有建模简单、控制精度高和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.加上PID控制器因其结构设定灵活、参数整定方便、对模型误差具有鲁棒性等优点.将其结合提出一种新的控制策略.设计了以车身速度和加速度为输入的模糊PID控制器,实现了对主动悬架的控制.同时,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.     

主动悬架控制策略研究与试验验证

为了有效协调车辆乘坐舒适性、行驶平顺性及安全性,进行了基于粒子群算法的主动悬架混合控制策略研究。首先分析了天棚/地棚控制策略在提高悬架动力学性能方面的局限性;然后结合天棚和地棚控制策略,提出了混合控制策略,并采用粒子群算法进行了混合控制策略的控制参数寻优,确定了最优控制参数;随后,进行了混合控制策略下主动悬架和传统被动悬架在时域与频域内的对比仿真分析,仿真结果表明,混合控制策略下主动悬架的性能明显优于被动悬架,其车身加速度均方根值减小了13.89%,悬架动挠度均方根值减小了22.22%,车轮动载荷均方根值减小了8.59%,说明了混合控制策略在协调车辆动力学性能方面的有效性以及控制参数优化结果的正确性;最后,进行了台架试验,试验结果与仿真结果基本一致,从而验证了仿真结果的正确性。     

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。     

车辆主动悬架控制策略的联合仿真研究

根据PID控制原理、模糊控制理论和神经网络控制理论,建立主动悬架单神经元控制器和神经网络PID控制系统,主要是利用S函数建立了主动悬架单神经元控制器;并建立了由三层BP神经网络进行在线辨识,并在此基础上建立对神经PID控制器权值进行在线调整的在线辨识神经PID控制系统,并进行联合仿真,将其输出的振动加速度等参数与传统的PID控制策略进行分析和比较,模糊控制理论和神经网络控制理论的应用对悬架的平顺性有更好的改善作用,也说明了采用联合仿真方法的有效性和准确性。     

轿车主动悬架系统级联式控制策略研究

对主动悬架系统控制策略进行深入研究,相比传统主动悬架模糊PID控制策略,最优控制与滑模控制级联控制策略有更好的控制效果。研究结果对于提高轿车主动悬架控制性能具有一定的实用价值。     

电磁主动悬架控制策略设计与试验研究

为了满足车辆行驶过程的不同动力学性能要求,研究了混合控制策略对线性电机式电磁主动悬架控制效果的影响。首先,构建了线性电机模型以及电磁主动悬架动力学模型;然后,采用粒子群优化算法对混合控制策略的控制参数进行寻优,并设计了基于Kalman滤波算法的状态观测器,对系统状态进行最优估计,以解决实际过程中测量噪声对控制效果的影响;随后进行了仿真分析,结果表明:相比被动悬架,采用混合控制策略的电磁主动悬架车身加速度均方根值减小了13.96%,悬架动挠度均方根值减小了28.57%,车轮动载荷均方根值减小了8.59%,说明混合控制策略可有效提高车辆的动力学性能;最后,进行了台架试验,试验结果与仿真结果较为一致,验证了仿真结果的正确性。     

特种运输车装备主动悬架振动控制策略研究

为提高某型特种运输车辆装备的抗振性能,建立了六自由度装备与车辆系统动力学模型并简化为五自由度装备主动悬架模型。根据PID控制与模糊控制的各自特点,设计了模糊-PID控制器并对装备与车辆系统进行了振动控制。该控制器的工作原理是利用模糊控制促成了PID调节过程中参数的自动调整,来适应变化复杂的情况,使被运送装备的振动性能得到了改善。在白噪声模拟C级路面作为随机激励和矩形冲击激励2种工况下,对装备与车辆系统进行了动力学仿真分析。结果表明,相对于模糊控制和PID控制策略,模糊-PID控制对装备的振动加速度、速度、动位移控制性能更优,可以有效地提高装备运输的安全性。     

基于多自由度车辆模型的主动悬架研究

通过对模型频域特性的分析，研究了发动机及前后座椅对车辆模型的影响，提出了一种新的多自由度车辆模型，基于该模型应用LQ理论对主动悬架的控制器进行设计，对基于不同车辆模型设计的不同控制器的控制效果进行比较研究，提出了一种较理想的主动悬架控制策略。     

汽车主动悬架的模糊PID控制策略

根据1/4车辆主动悬架模型,结合模糊控制理论和PID(比例-积分-微分)控制理论,建立了主动悬架的模糊PID联合控制器,并应用Matlab/Simulink进行了仿真分析.仿真结果表明,设计的模糊PID控制策略比单一模型的控制策略更能满足设计目标,车辆的舒适性得到了明显改善.     

半车油气悬架车身姿态控制研究

针对半车油气悬架系统,提出了一种由车身姿态控制器和力跟踪控制器组成双闭环控制系统的车身姿态控制策略。外环利用Backstepping控制算法作为姿态控制器实现对期望姿态的精确跟踪,输出一个最优控制力、力矩;分析了内动态对系统的影响,并通过引入地棚阻尼控制进行修正。设计了输出解耦使最优控制力及力矩分配到前后悬架力,作为内环的给定。内环采用滑模控制算法设计了力跟踪控制器。仿真分析表明,对凸起路面、正弦路面及C级路面提出的控制策略能满足半车悬架的控制要求。     

汽车主动悬架几种控制策略的比较研究

根据汽车二自由度主动悬架模型,结合振动控制的理论和技术,着重研究了被广泛应用的模糊控制、最优控制和模糊PID控制,并利用M atlab进行仿真,与被动悬架进行了比较。对车身加速度、悬架动挠度和轮胎动荷载3个性能指标进行了评价,不仅讨论了上述3种控制方法用于主动控制的优点,还指出了这些控制策略存在的不足。     

基于模糊-PID控制策略的越野车辆主动悬架联合仿真研究

基于ADAMS软件建立了主动悬架越野整车模型。设计了主动悬架的模糊-PID控制策略,对车身的垂向及侧倾振动加速度进行控制。通过ADAMS与Matlab/Simulink软件联合仿真的分析结果表明,建立的主动悬架模糊-PID控制器不仅改善了车辆的平顺性,而且可以提高车辆的侧倾稳定性。     

基于半车模型的两级串联型ISD悬架性能分析

基于"惯容—弹簧—阻尼"机械系统与"电容—电感—电阻"电子系统之间严格的对应相似关系,根据级联滤波的基本原理,以并联的弹簧和阻尼为第一级,并联的惯容器、弹簧和阻尼为第二级,构建一种两级串联型"惯容—弹簧—阻尼"车辆悬架系统。建立悬架的半车模型,分析随机和脉冲激励下悬架系统的综合性能,探讨第二级弹簧刚度对系统性能的影响。结果表明,与传统悬架相比,两级串联型"惯容—弹簧—阻尼"悬架系统具有良好的动态性能,车身质心垂直加速度、车身俯仰加速度、前轮胎动载荷、后轮胎动载荷功率谱密度低频峰值分别减小了81%、81%、79%、82.8%,有效抑制了车身共振,明显改善了车辆的乘坐舒适性,协调了平顺性与安全性之间的矛盾。     

基于整车转向模型的汽车主动悬架控制研究

针对汽车主动悬架系统在转向过程中的动力学行为，建立了整车转向模型。从提高汽车转向时的乘坐舒适性和操纵稳定性出发，从时域和频域两方面研究了整车系统的最优控制问题。考虑转向过程中汽车的横摆、侧倾、俯仰及垂直方向的振动和悬架的动挠度，定义了范数评价指标，并根据人体对振动的敏感频率范围引入了适当的频域加权函数，设计出最优控制器。仿真结果表明，该方法能够有效抑制由转向和路面不平引起的振动，明显降低人体敏感频段的垂直和旋转方向振动的幅值，使悬架动挠度有所下降。