Vibration Control of Vehicle Suspension System by Electrorheological Damper

Over the past three decades ,vibration control ofvehicle suspension systems has always been the sub-ject of extensive research in order to provide a goodride comfort performance for passengers . The pri ma-ry objective function of any vehicle suspension systemis toisolatethe bodyfromroadway disturbances[1 -5].Generally three types of suspension systems are used,namelythe fully active ,the semi-active and the pas-sive control systems . Compared with the other twosuspensions,the semi-active susp…     

Fuzzy Control of Semi-Active Suspension Based on 7-DOF Tracked Vehicle

On the basis of analyzing the system constitution of tracked vehicle semi-active suspension,which consists of electrorheological(ER) damper and shape memory alloy(SMA) spring,a seven degree of freedom(7-DOF) dynamic model is established.The change of the elasticity of SMA spring and the characteristics of the ER shock absorber are studied.In addition,the study about fuzzy control logic is also carried out.Simulation of a C grade road under random excitations and definite disturbances is performed.Simulation result shows the fuzzy control strategy,which is used in the control of semi-active suspension system with ER damper and SMA springs,is effective,stable and reliable.     

Fuzzy Control of Semi-Active Suspension Based on 7-DOF Tracked Vehicle

On the basis of analyzing the system constitution of tracked vehicle semi-active suspension, which consists of electrorheological (ER) damper and shape memory alloy (SMA) spring, a seven degree of freedom (7-DOF) dynamic model is established. The change of the elasticity of SMA spring and the characteristics of the ER shock absorber are studied. In addition, the study about fuzzy control logic is also carried out. Simulation of a C grade road under random excitations and definite disturbances is performed. Simulation result shows the fuzzy control strategy, which is used in the control of semi-active suspension system with ER damper and SMA springs, is effective, stable and reliable.     

基于联合仿真的半主动悬架车辆平顺性

为减少车辆悬架系统开发周期和成本,利用SIMPACK软件建立了车辆1／4悬架多体动力学模型,基于天棚控制策略设计了半主动悬架控制器,并通过MATLAB／SIMULINK编写了控制算法对其进行联合仿真．将采用半主动悬架系统得到的仿真结果与采用被动悬架系统得到的仿真结果进行了对比,车身垂直加速度均方根值减少了30．2％．结果表明,基于天棚控制的半主动悬架可以有效衰减车身的振动,改善车辆的行驶平顺性,从而为车辆动力学系统的仿真分析提供了一种有效方法．     

电流变液大射电望远镜馈源支撑系统风振阗主动控制中的应用

针对大射电望远镜悬索源支撑系统的随机风振响应问题,在简单介绍了电流变液及电流变阻尼器形式的基础上,设计了一种电流可调阻尼器来实现大射电望远镜悬索馈源支撑系统风振的半主动控制。详细推导了电流变可调阻尼器的力学模型,通过计算机仿真,验证了所设计的可调阻尼器的有效性。彻底解决了悬挂拖动了悬桂拖动系统的附加阻尼控制问题。     

电流变阻尼器用于振动控制的理论及实验研究

简要介绍了电流变液及其力学特性，从理论和实验两方面研究了一种电流变阻尼器在振动控制中的应用。理论分析和实验研究得到了相似的结论：这种电流变阻尼器在低频具有显著的控制振动的效果，随着外加电场强度的增大控振效果更加明显，这种电流变阻尼器具有控制方便，瞬时可控，能耗小，结构简单的特点，为将来应用于实际结构和机械的振动控制打下了基础     

车辆半主动悬架负刚度控制策略研究

通过分析车辆悬架弹簧静挠度和动挠度的功能特性,得到了悬架弹簧的理想刚度特性.这一理想工作特性可以通过在普通弹性元件的平衡点并联具有负刚度特性的元件实现,由此提出了车辆悬架的负刚度控制策略.通过数值仿真,对比分析了悬架负刚度半主动控制策略、天棚阻尼半主动控制策略、理想天棚阻尼控制策略的控制效果.对磁流变液减振器负刚度特性的分析表明,其可以作为具有负刚度特性的半主动作动器使用.讨论了在基于磁流变液减振器的半主动悬架中负刚度控制策略的技术实现方法,通过仿真和实验对负刚度控制策略和天棚阻尼控制策略进行了对比分析,结果表明,负刚度半主动控制能更好的抑制振动对车身加速度和轮胎动位移的影响.     

车辆半主动隔振系统减振分析

履带车辆半主动悬挂是车辆悬挂系统的发展方向，磁流变可控阻尼器的出现，使车辆悬挂系统实时阻尼控制成为车辆减振的有效方式．基于磁流变体本构关系的Bingham模型，在对自行研制的双出杆剪切阀式磁流变减振器进行实验研究的基础上，对影响磁流变减振器阻尼力的各种因素进行了综合分析．将半主动悬挂系统看成是一个智能材料与结构，其中驱动元件采用磁流变阻尼器，并通过传感元件采集振动信息，依靠信息处理单元对采集到的信息进行分析、处理，进而实时改变磁流变阻尼器的阻尼力，使悬挂系统的工作性能得到改善．建立了四自由度车辆悬挂系统的动力学模型，并应用非线性随机振动理论，在对模型输入进行过滤白噪声简化的基础上。探讨了用FPK法解方程的可能途径．     

基于电液比例阀减振器半主动悬架系统的研究

为提高汽车的平顺性和操纵稳定性,设计了以电液比例阀半主动减振器为控制对象,采用自适应神经网络控制方法的半主动悬架系统。在对电液比例阀减振器阻尼力变化规律进行分析的基础上,建立了基于电液比例阀减振器的半主动悬架模型,采用神经网络自适应控制方法对模型进行了研究。路面输入采用积分白噪声模拟B级路面谱,以簧载质量垂向加速度、悬架动行程以及轮胎动载荷作为评价指标。利用Matlab/Simulink工具箱进行仿真,结果表明,设计的半主动悬架与被动悬架相比,其平顺性与稳定性均得到了良好的改善。     

Design and optimization of a semi-active suspension system for railway applications

The present work focused on the application of innovative damping technologies in order to improve railway vehicle performances in terms of dynamic stability and comfort. As a benchmark case-study, the secondary suspension stage was selected and different control techniques were investigated, such as skyhook, dynamic compensation, and sliding mode control. The final aim was to investigate which control schemes are suitable for optimal exploitation of the non-linear behavior of the actuators. The performance improvement achieved by adoption of the semi-active dampers on a standard high-speed train was evaluated in terms of passenger comfort. Different control strategies have been investigated by comparing a simple SISO (single input single output) regulator based on the skyhook damper approach with a centralized regulator. The centralized regulator allows for the estimation of a near optimal set of control forces that minimize car-body accelerations with respect to constraints imposed by limited performance of semi-active actuators. Simulation results show that best results is obtained using a mixed approach that considers the simultaneous applications of model based and feedback compensation control terms.

     

不对称磁流液阻尼器在汽车减振中的半主动控制

根据作者新近提出的一种通用不对称滞环特性模型,本文对磁流液(MR)阻尼器在汽车减振应用进行了半主动控制研究．将所提出的MR阻尼器不对称滞环模型应用在二自由度“四分之一”汽车模型．并用“空挂”控制律来实现对MR阻尼器阻尼力的自动调节．仿真结果验证了阻尼力不对称性和滞环特性对汽车悬挂性能的影响．且表明所设计的半主动非线性控制器的复杂性大大减化．并达到理想的汽车悬挂减振性能．     

磁流变阻尼器的神经网络建模及应用

对非线性的磁流变阻尼器进行建模,建立单个磁流变阻尼器的神经网络正模型和神经网络逆模型,设计了两种四磁流变阻尼器的神经网络逆模型,通过两层控制策略将它们应用于汽车半主动悬架控制.结果表明:第1种神经网络逆模型对簧载质量的垂直加速度、俯仰角加速度和侧倾角加速度具有较好的控制效果,可有效改善车辆的行驶平顺性和操纵稳定性;第2种神经网络逆模型还有待改善.     

基于滑模控制的半主动悬架系统仿真分析

建立1/4车2自由度半主动悬架系统动力学模型,并根据滑模变结构方法设计了车辆半主动悬架滑模控制器。控制器将天棚阻尼系统作为参考模型,把半主动悬架和参考模型间的广义误差动力学引入渐进稳定的滑模动态中,使用等速趋近率改善运动段的动态品质。仿真结果表明,滑模控制器的性能稳定,能有效地提高车辆行驶的平顺性和行驶的安全性。     

起落架磁流变减振系统的特性分析研究

大型飞机的安全研究,起落架是保障飞机起飞与降落安全的关键部件,该文根据起落架的减振系统对其进行动力学特性分析。由于磁流变阻尼力的出现,导致了起落架磁流变减振系统成为了非线性系统,为了研究系统特性,通过对其非线性部分线性化,构造出起落架磁流变减振系统的动力学数学模型,分析不同阻尼比下机身位移、机身加速度、起落架位移和起落架动载荷的频率响应,并对跑道的随机路面激励时域特性分析,这对起落架磁流变减振系统结构设计和减振系统优化控制具有重要意义。     

基于模糊PID控制器的麦弗逊悬架联合仿真研究

通过实验测出磁流变阻尼器在不同电流作用下的力与速度关系的阻尼系数特征数据,并将所得阻尼数据导入麦弗逊悬架多体动力学模型;计算簧载质量速度及其变化率作为主动悬架控制的输出量;半主动悬架采用模糊PID复合控制器,用模糊控制策略对PID控制器在给定的参数范围内进行在线实时调整;在MATLAB中搭建悬架系统联合仿真模型。仿真计算结果表明:在各不同车速阶段,采用模糊PID复合控制器均对改善悬架的总体性能有明显作用;且车身垂直加速度、悬架动行程及车轮侧向滑移量在低频阶段改善突出,提升了整车在不同车速范围内的乘坐舒适性与操作稳定性。     

惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响

建立了包括馈能电机及其控制模型在内的馈能减振器Matlab/simulink仿真模型,分析了惯性力对馈能悬架阻尼特性的影响。利用结构振动分析方法,推导出馈能悬架固有频率的计算公式及对路面激励的传递特性。通过改变惯量比,分析了惯性质量对车身加速度、悬架动挠度和车轮相对动载荷的幅频特性的影响。结果表明:惯性质量使馈能悬架的共振频率较传统悬架提前;性能方面,低频共振区特性有一定的改善,而对高频共振区传递特性产生不利影响;更高激励频率对平顺性不利,而对安全性影响不大。     

建筑结构地震反应的智能隔震控制

研究了ER／MR阻尼器和隔震垫组成的智能基础隔震地结构地震反应的半主动控制方法，智能基础隔震系统中ER/MR可调阻尼器能够有效地改善被动基础隔震系统的性能，保护基础隔震系统因过大的水平变开而产生失效破坏。根据智能基础隔震的特点，建立了基于瞬时最优控制的半主 动控制策略，仿真计算表明智能基础隔震系统不仅能够减小上部结构的地震反应，还能够有效地保护隔震系统的变形，是一种性能非常优异的智能控制系统。     

汽车半主动空气悬架自适应模糊神经网络控制

考虑空气悬架弹簧刚度可调的特性,建立了车辆5自由度的半主动悬架非线性动力学模型.提出了一种基于自适应模糊神经网络系统结构的模型,参考自适应控制方法来研究汽车半主动空气悬架的非线性控制问题,并考虑半车模型前后悬架的输入时滞,对其进行了仿真分析.研究结果表明:该控制方法能够使人体垂直加速度、车身垂直加速度和俯仰角加速度都得到很大的衰减,可在一定程度上减少路面对车身的振动冲击,提高汽车的行驶平顺性.     

巨-子型控制结构体系风振的半主动控制研究

研究了利用磁流变阻尼器对巨-子型控制结构体系风振反应进行半主动控制的分析方法,建立了随机脉动风荷载下结构体系的振动控制方程,利用随机振动理论对脉动风荷载进行了计算机模拟,并采用基于经典最优控制理论的限界Hrovat最优半主动控制算法对结构体系风振反应的控制进行了研究.算例分析表明:采用磁流变阻尼器对巨～子型控制结构体系进行半主动控制后,主结构顶层的位移和加速度控制的减振率VAR分别为29.65%和68.09%,第2个子结构和第3个子结构顶层加速度控制的减振率VAR分别为40.18%和70.05%,有效地减小了结构体系的风振反应.     

主动悬架耗散控制系统仿真与分析

建立主动悬架半车四自由度模型,应用耗散系统理论设计了主动悬架严格(Q,S,R)-耗散状态反馈控制器,使用Matlab/Simulink对系统模型进行仿真,使用时域和频域方法分析了车身垂直加速度、俯仰角加速度、悬架动行程和轮胎动位移4项指标,与被动悬架做了对比分析.仿真结果表明,使用严格耗散控制器的主动悬架在改善车辆乘坐舒适性和行驶平顺性方面效果明显.