增强型多参数半主动悬架模糊PID控制系统设计与研究

通过分析传统模糊PID控制器的不足之处,提出一种增强型多参数半主动悬架模糊PID控制器;与传统模糊PID控制器相比,该控制器可将路面条件变化考虑进去,并基于路面条件的变化实现变论域和PID控制器控制参数的二次调整,弥补了传统模糊PID控制器输入参数过于单一的缺点。建立了车辆二自由度1/4模型,并在Matlab/Simulink平台中建立相应的仿真模型;通过对被动悬架系统、模糊PID控制系统和增强型多参数半主动悬架模糊PID控制系统仿真分析,证明了增强型多参数半主动悬架模糊PID控制系统的先进性。     

时滞半主动悬架大系统递阶控制研究

建立了含时滞半主动悬架整车数学模型,解决了传统半主动悬架整车模型无法考虑时滞的难题;设计了模糊神经网络自适应子控制策略及大系统递阶协调控制策略,开发了以ARM单片机为核心元件的半主动悬架控制器。在仿真的基础上进行了实车道路试验,结果表明,模糊神经网络自适应子系统控制器改善了车辆的局部性能,递阶控制协调了车辆的整体性能,调整了车辆行驶姿态,二者联合控制,提高了半主动悬架控制的有效性、实时性,协调了车辆安全性与平顺性之间的矛盾。研究结果为整车半主动悬架系统时滞及其控制研究提供了新的方法。     

一种用于1/2汽车半主动悬架的模糊PID控制器

设计了一种用于1/2车体四自由度的液压半主动悬架的参数自整定模糊PID控制器,利用模糊控制规则对PID参数进行在线修改.应用MATLAB/Simulink控制系统仿真软件,以正弦信号路面、脉冲信号路面和C级路面三种典型路面作为输入信号对该半主动悬架模型进行计算机仿真,仿真结果表明具有模糊PID控制器的半主动悬架在提高车辆乘坐的舒适性方面明显优于被动悬架和单纯的模糊控制悬架,具有较好的自适应能力.     

基于模糊PID的车辆侧倾主动控制仿真研究

在ADAMS/Car下,建立了前后悬架都装有主动横向稳定杆的95自由度虚拟整车模型.采用模糊自适应PID控制策略,在Matlab/Simulink环境中对车辆抗侧倾性能进行了联合仿真,实现了PID控制过程中参数的在线整定.仿真结果表明,模糊自适应PID控制具有较强的自适应和抗干扰能力,有效地减小了车身侧倾角,在保证乘坐舒适性的同时提高了车辆的行驶稳定性.     

模糊自适应PID控制在润滑油压力气动控制中的应用

针对实验室中某型航空发动机燃油泵调节器润滑油压力控制的需要,设计了一套基于模糊自适应PID控制的润滑油压力气动控制系统。模糊自适应PID控制是将模糊控制原理与常规的PID算法相结合,实现了对PID参数的自适应调整。实验结果表明,该控制器应用于润滑油压力气动控制系统中可取得良好的控制品质。     

履带车辆半主动悬挂二自由度计算机仿真实验

基于磁流变(MRF)减振器的履带车辆半主动悬挂系统，其阻尼力根据环境可控可调，从而能够完成对履带车辆振动的有效抑制。选用履带车辆二自由度1／2的车体模型，分别针对被动悬挂和半主动悬挂，建立了相应的数学模型。加上瞬时最优控制算法后，得出了悬挂系统的最优控制力。采用控制系统的分析和仿真软件Matlab中的Simulink工具箱进行了被动及半主动仿真实验。     

自适应模糊控制方法在主动悬挂系统中的应用研究

提出了一种主动悬挂系统的自适应模糊控制方法 ,该模糊控制方法可以在线自适应调整模糊控制的有关参数。 1/ 4车辆模型作为仿真对象 ,模糊控制器可以显著地减小车辆的振动及干扰 ,提高车辆的舒适性。仿真结果表明该模糊控制方法的有效性。另外 ,当主动悬挂系统模型参数发生变化时该模糊控制器表现出良好的鲁棒性     

模糊智能控制在卷绕系统中的应用

介绍了卷绕系统的工作特性,提出了自适应模糊PID控制方式,实现了PID参数的在线调整。具体介绍了模糊控制器的设计,并在MATLAB中对卷绕系统进行仿真实验。仿真结果表明自适应模糊PID控制适用于卷绕控制系统。     

基于遗传算法优化的汽车半主动悬架PID控制仿真研究

PID控制器在汽车半主动悬架应用中存在参数确定的问题,针对这一问题设计了一种基于遗传算法优化整定PID参数的方法.该方法利用遗传算法的全局优化能力,以半主动悬架的性能指标为目标函数对PID参数进行优化设计.应用该方法进行汽车半主动悬架平顺性仿真.仿真结果表明,基于遗传算法优化的PID控制器的汽车半主动悬架相对于PID控制主动悬架以及被动悬架而言,改善了车身垂向加速度和悬架动行程.同时在充分利用PID控制器优势的基础上,改善了其参数确定过程中存在的问题.     

PID参数模糊自整定非线性系统仿真研究

针对常规PID控制器不能在线进行参数自整定的问题,构造了一个自适应模糊PID。通过模糊控制规则在线调整PID控制器的参数,并利用MATLAB语言对该控制器进行了计算机仿真。仿真研究表明,该控制器能迅速消除系统余差,改善普通模糊控制器的性能;既具有PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速、适应性能的特点,保证了调节系统具有良好的动、稳态特性。     

基于大系统理论半主动悬架系统

建立基于大系统理论的车辆半主动悬架整车数学模型,设计悬架系统各子系统的时滞半主动悬架模糊控制器,利用大系统递阶控制理论实现车辆悬架系统的集成控制,分析车辆动态性能,在仿真计算的基础上,进行实车道路试验。结果表明,大系统递阶控制系统可降低控制矩阵的阶数,通过协调控制、优化车辆的整体性能,而且子系统的划分,能提高控制系统的稳定性,为半主动悬架及其控制系统研究开辟了新的方法和途径。     

重卡驾驶室半主动悬置控制方法

为了抑制在路面激励下某型重卡驾驶室的振动加速度响应,研究基于磁流变阻尼器驾驶室半主动悬置系统的控制方法。建立了重卡驾驶室半主动悬置集中质量动力学模型,分别采用比例积分微分(proportion integration differentiation,简称PID)控制理论和模糊最优控制理论设计控制器,并利用磁流变阻尼器动力特性实验数据对模糊最优控制器的参数进行优化。以驾驶室质心垂直、侧倾及俯仰3个方向加速度为控制目标,利用ADAMS/Simulink联合仿真方法,对比分析PID控制和模糊最优两种控制策略与被动状态下重卡驾驶室悬置振动控制效果。针对实际重卡进行不同速度路面激励下的振动控制实验。仿真和实验结果表明,采用PID和模糊最优控制方法均能有效抑制重卡驾驶室半主动悬置的振动加速度响应,其中模糊最优控制效果总体优于PID控制。     

基于神经网络的半主动悬架自适应模糊控制研究

在建立了五自由度车辆半主动悬架系统模型的基础上，将神经网络与模糊控制结合起来，提出一种基于神经网络的自适应模糊控制半主动悬架系统，其控制器由模糊神经网络控制器和模糊网络组成，采用快速的变斜率梯度下降算法学习，具有自适应学习功能。仿真计算表明，与被动悬架相比，神经网络自适应模糊控制性能明显优于一般的Fuzzy控制，半主动悬架系统在减小振动，提高车辆平顺性方面优于被动悬架，且车轮动载荷和悬架动挠度也得到明显改善。台架试验同样表明了半主动悬架的优良减振性能。     

Bandwidth-limited active suspension controller for an off-road vehicle based on co-simulation technology

This paper presents the design process of a controller for bandwidth-limited active hydro-pneumatic suspension employed by an off-road vehicle based on co-simulation technology. First, a detailed multi-body dynamic model of the vehicle is established by using the ADAMS/View software package, which is followed by validation using a vehicle field test. Second, a combined PID and fuzzy controller is designed for the bandwidth-limited active suspension system and then programmed by means of S-functions in Matlab/Simulink, to which a data exchange interface with ADAMS/View is also defined. Third, the proposed control algorithm is implemented on the multi-body dynamic vehicle model to enable the co-simulation to run repeatedly until a more practical controller is achieved. In the end, the proposed active suspension system is compared with a conventional passive system. Simulation results show that the proposed active suspension system considerably improves both the ride and handling performance of the vehicle and therefore increases the maximum traveling speeds even on rough roads.     

Bandwidth-limited active suspension controller for an off-road vehicle based on co-simulation technology

This paper presents the design process of a controller for bandwidth-limited active hydro-pneumatic suspension employed by an off-road vehicle based on co-simulation technology. First, a detailed multi-body dynamic model of the vehicle is established by using the ADAMS/View software package, which is followed by validation using a vehicle field test. Second, a combined PID and fuzzy controller is designed for the bandwidth-limited active suspension system and then programmed by means of S-functions in Matlab/Simulink, to which a data exchange interface with ADAMS/View is also defined. Third, the proposed control algorithm is implemented on the multi-body dynamic vehicle model to enable the co-simulation to run repeatedly until a more practical controller is achieved. In the end, the proposed active suspension system is compared with a conventional passive system. Simulation results show that the proposed active suspension system considerably improves both the ride and handling performance of the vehicle and therefore increases the maximum traveling speeds even on rough roads. __________ Translated from Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2006, 40(6): 952–957 [译自: 上海交通大学学报]     

基于变论域模糊控制的车辆半主动悬架控制方法

针对车辆半主动悬架系统,提出了一种基于变论域模糊PID控制方法,目标是提高车辆在随机路面激励作用下的平顺性。通过将变论域方法与模糊PID控制器相结合来解决模糊PID存在的因模糊规则制定盲目性而产生的在线调节时间过长等问题。由仿真和实验研究对比可知,变论域模糊PID控制下的半主动悬架系统中的车身垂直振动速度和加速度比常规PID控制下的车身垂直振动速度和加速度分别减小了46.56%和29.21%,相比被动悬架系统的车身垂直振动速度和加速度分别减小了58.05%和49.74%。使用该车辆半主动悬架模糊控制方法可提高车辆的平顺性。     

基于磁流变减振器的汽车悬架振动控制

分析了磁流变减振器特性,为了抑制汽车磁流变悬架的振动,提出了一种含有控制级和协调级的分级模糊控制。在控制级,把天棚、地棚混合控制策略与模糊智能控制策略相结合,设计了1/4车辆垂直振动的半主动模糊智能控制器;在协调级,设计了整车控制的协调器,根据反馈变量对整车4个独立模糊智能控制器输出参数进行调整。把某微型汽车的4只被动减振器改装成磁流变减振器,搭建了磁流变悬架全车测控系统,运用设计的分级模糊控制器,进行了平顺性随机输入实车道路试验。试验结果表明对汽车磁流变悬架的垂直振动进行分级模糊控制是可行的,能有效提高汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。     

空气悬架的MATLAB和ADAMS的联合仿真研究

悬架作为现代车辆的关键部件之一,对车辆的平顺性有重要影响。基于ADAMS和MAT-LAB软件分别建立了装备主动空气悬架的1/4车体虚拟样机模型及1/4车体主动PID控制模型,并对PID参数进行了整定。通过联合两个模型对某装备可控悬架的车辆进行了仿真分析,结果表明:基于PID控制的主动空气悬架与被动悬架相比,能够减小车辆振动,改善车辆的平顺性。该方法避免了建立车辆系统动力学方程及状态方程,提高了悬架系统的设计效率,同时为复杂机械系统的控制与仿真提供了新方法。     

能量可再生的新型汽车半主动悬架系统研究

介绍了一种采用功率电传方式的作动器,提出了基于EHA的可能量再生的新型汽车半主动悬架样机结构。同时,建立了1/4汽车半主动悬架动力学模型,设计了用于EHA半主动悬架系统的模糊控制器和天棚控制算法,并进行了仿真试验研究。结果表明,基于EHA的半主动悬架采用模糊控制方法能够兼顾不同频率路面以及有效降低车体加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷,从而提高了汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。     

汽车空气悬架联合型模糊PID控制

以汽车空气悬架系统为研究对象,建立了1/4空气悬架模型以及路面白噪声模型,将模糊控制理论和PID控制策略经过有机结合后运用于半主动空气悬架系统控制,并利用MATLAB/Simulink软件进行了仿真研究。通过仿真结果对比表明,与单纯的PID控制、模糊控制相比,在该联合型模糊PID控制策略下的半主动空气悬架能更好地降低车身垂直加速度和悬架动挠度,具有较好的鲁棒性,使车辆行驶平顺性也具有一定程度的提高。