车辆主动悬挂的最优控制研究

本文在传统的车辆悬挂设计方法的基础上提出了一种主动悬挂的最优自适应控制方法:首先利用优化方法找出悬挂参数与激励(路面谱与车速)之间的最优对应关系,而激励的大小又可通过车身振动加速度来反映,从而推导出根据车身振动加速度反馈来调节悬挂参数的一种新的最优自适应控制方法.仿真计算结果表明该控制方法是有效的,也是易实现的.     

车辆悬挂功率反馈主动控制算法

以提高车辆减振性能为目的,提出一种基于降低悬挂系统传递至车体平均功率的功率反馈主动控制算法。以某轮式车辆四分之一车辆二自由度悬挂系统模型为研究对象,基于时域和频域相结合的方法对算法性能进行分析和评价,并分析权重系数取值对算法性能的影响。结果表明:功率反馈控制算法能够显著改善车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性,提高车辆减振性能。     

履带车辆单轮悬挂系统建模及仿真研究

以某履带车辆悬挂系统为例,利用动力学软件RecurDyn建立单轮动力学模型。基于车辆动力学与冲击碰撞原理,研究油气弹簧与液压缓冲器对悬挂系统性能影响及车体行驶过程中悬挂系统缓冲、吸振性能。结果表明,车辆单轮悬挂模型及动力学仿真具有简单、可靠、快速等特点,可一定程度上替代整车仿真。油气弹簧与液压缓冲器组成的悬挂系统有非线性、变阻尼特性,在大振幅激励下减振效果更明显。     

一种柔索并联机器人的动力学建模与主动控制

柔索并联机器人采用柔索代替连杆作为机器人的驱动元件，它结合了并联结构和柔索驱动的优点。500m口径大射电望远镜（FAST）粗调系统是通过六根索长的协调变化使馈源舱作跟踪射电源的六自由度运动，其工作特点类似并联机器人，因此也被看作柔索并联机器人。基于FAST5m缩比实验模型，首先进行了逆运动学分析；其次，采用拉格朗日方程建立了柔索并联机器人的逆动力学模型；最后，针对结构特点模拟作用在馈源舱上的随机风荷，设计了用模糊控制器自动调整免疫系统反馈规律的免疫PID控制器来控制馈源轨迹跟踪的风振响应。数值结果验证了该主动控制策略能够有效衰减风荷振动，从而提高了馈源轨迹跟踪精度。     

高速列车横向半主动悬挂系统建模研究及分析

半主动悬挂控制是提高高速列车横向平稳性有效的方法。然而，车辆动力学模型的复杂性。用复杂模型设计出的控制器也是复杂的，且需要多个传感器对多个物理量进行检测，使其很难在实际车辆中应用。针对这一问题，提出一种有利于控制算法设计，又能反映车辆横向振动主要特点的3自由度简化模型和利于控制算法性能研究仿真的17自由度模型，用3自由度模型设计自适应预测控制算法，用17自由度模型进行仿真验证，有效解决了模型与控制的矛盾问题。     

列车主动悬挂预测控制算法研究

为有效抑制列车车体的振动,针对列车在运行时受到的不确定轨道干扰激励等影响因素,开展一种基于标准正交基函数Laguerre的主动悬挂预测控制算法研究。首先建立列车主动悬挂系统的状态空间模型,再以此作为预测控制模型,结合预测控制中的滚动优化等基本原理,为高速列车连续时域主动悬挂系统设计相应的预测控制器。仿真结果表明:设计的预测控制器能够优化高速列车在运行时的振动主动控制性能,改善列车的乘坐舒适性。     

点式压电智能柔性板的振动主动控制的建模与仿真

基于有压电电层的层合板结构的二维传动方程与二维传感方程,导出了粘贴有点压电传感器与执行器的智能板结构的有限元模型的模态振动控制方程与传感方程。由此模态－状态方程,利用线性二次优化方法得到了智能板结构的最优控制输入。     

主动约束层阻尼板结构动力学建模研究

将有限元法和GHM法相结合，给出了建立主动约束层阻尼（ACLD）板结构动力学模型的新方法。建模时，考虑到粘弹材料（VEM）的纵向位移影响，采用GHM方法描述VEM的本构关系，解决了VEM的力学特性随温度和频率变化的难点，避免因VEM的复杂本构关系而产生的微分积分方程。算例表明本文给出的建模方法是准确的，ACLD结构能够有效控制结构振动。     

主动隔振系统解耦控制算法仿真与试验研究

对日益大型化、复杂化的隔振系统进行主动控制,采用多误差的最小均方差算法(LMS)计算负荷较大,且算法的实现过程复杂。基于此,研究了基于FXLMS算法的多通道解耦控制算法,建立简单的自适应控制器,可独立的控制子系统作动器,误差传感器测得的误差信号只参与该子系统对应作动器的控制力的调节,使所有误差传感器的误差信号的平方和最小,实现对多自由度振动的主动控制。仿真和试验结果表明,通过调整收敛系数和控制代价加权因子,主动隔振系统采用简单易行的解耦算法对线谱振动进行控制是行之有效的。     

履带车辆半主动悬挂系统减振分析

半主动悬挂是车辆悬挂系统的发展方向,其设计思想是采用一个可调阻尼器来代替被动悬挂系统中的阻尼器.磁流变可控阻尼器的出现,使实时阻尼控制成为结构减振的有效方式.本文建立了四自由度车辆系统的振动模型,并应用非线性随机振动理论,在对模型进行简化的基础上,探讨了用FPK法解方程的可能途径.     

平衡悬架汽车平顺性分析的建模技术

道路汽车平顺性分析必须以整车包括人、车路在内的多主体模型对象为基础.文中提出并实现了基于数字方法的随机道路建模、基于多体系统的车辆动力学建模和基于感觉滤波方法的驾乘人员对振动的评价建模,这些建模方法为系统级研究车辆的平顺性动力学奠定了基础.     

混合型主动悬架电磁反力作动器的匹配研究

针对由电磁反力作动器与被动悬架构成的混合型主动悬架系统,建立了1/4车辆模型,在Matlab环境下计算动力吸振器分别安装在悬挂质量和非悬挂质量时的车身响应特性,以分析作动器参数及不同安装位置对平顺性的影响。结果表明:电磁反力作动器布置在非悬挂质量环节比较有利。对作用在非悬挂质量环节的作动器,以吸振器状态进行了参数优化,并就混合型悬架与被动悬架的车身幅频特性进行了比较,分析混合型主动悬架作动器与轮胎之间的力传递特性,指出用车辆不同路面下被动悬架的轮胎最大动载荷,作为选择作动器控制能力的参考依据。     

基于LMS自适应滤波的汽车主动悬架研究

针对简化的车辆模型，确定汽车簧上质量的加速度、车轮与地面问的动载荷以及车身的动挠度为悬架系统性能评价指标。将LMS自适应滤波算法与广义自适应控制相对比，仿真计算表明，LMS自适应控制策略不仅计算简单，而且性能指标明显优于广义自适应控制方法。     

电液主动悬架单元测控技术研究

对由流量伺服阀构成的电液主动悬架进行了系统分析,设计了基于力、位移作为主要测量和反馈信号的PID控制器,仿真和台架实验结果表明,利用PID控制器进行电液流量伺服结构主动悬架控制,机构简单可靠,对于簧上质量加速度有明显的衰减作用.     

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。     

主动悬架与EPS集成控制系统操纵稳定性试验

在主动悬架与EPS集成控制系统动力学模型建立、控制策略设计及其仿真计算分析基础上,为进一步验证集成控制系统车辆的抗侧倾能力,进行了车速为50 km/h和60 km/h的蛇行试验,试验结果表明,相对于被动系统,车速为50 km/h时经过集成控制后的侧向加速度峰值和标准差分别下降了21.4 %和15.9 %,车身侧倾角峰值和标准差分别下降了13.4 %和15.1 %,有效提高了车辆转弯时的操纵稳定性能。     

电磁反力式混合型主动悬架的模糊控制方法

悬架系统是车辆的重要组成部分,对行驶平顺性和操纵稳定性等有着重要影响。全主动悬架能极大地改善车辆的行驶平顺性,但结构复杂且需消耗较多附加能量。本文研究了一种新颖的主动悬架——电磁反力式混合型主动悬架的模糊控制方法。根据该主动悬架的结构特点,建立了2自由度1/4车辆模型,通过动力学分析建立了其数学模型并提出了模糊控制策略。在MATLAB /Simulink环境下,对采用模糊控制的系统进行了仿真。结果表明：采用模糊控制的该主动悬架系统,时域内的车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷分别较被动悬架系统改善24.57%、8.33%、12.71%;较PID控制时也有明显改善;从车身加速度信号的频谱可以看出：模糊控制的该主动悬架与被动悬架相比,在分析的各频率下均大大降低了方均根值,轮胎共振频率处尤为明显,表明作动器的控制效果明显。     

振动主动控制中电磁作动器动态特性的研究

分析了电磁作动器的动态特性及其对振动主动控制系统振动传递率的影响。振动传递率不仅受作动器动态特性的影响,而且还与反馈变量的选取有关。因此,在实际控制系统中应选择绝对位移、速度、加速度及加加速、绝对位移的积分和相对位移、速度、加速度及加加速度、相对位移的积分的不同组合作为反馈变量,以期取得良好的隔振效果。     

基于功率流方法电磁反力混合型主动悬架研究

基于功率流方法,研究一种同时含有被动和主动结构的新型主动悬架.在这种结构中,主动控制力由电磁反力作动器产生,并且仅作用于汽车的非悬挂质量上.以某车型两自由度1/4模型为研究对象,采用结构导纳理论,建立路面输给悬架系统的总功率流、传递给车身的功率流及由电磁作动器耗散的功率流模型.设计以传递给车身的功率流为最小的最优控制策略,分析该电磁反力混合型主动悬架的性能.结果表明该悬架系统能较好地改善汽车在高频段的平顺性和轮胎的触地性,提高汽车行驶的平顺性和操作稳定性.