具有LQG控制器的主动悬架半车模型动力学分析与仿真

基于达朗贝尔原理建立半车主动悬架动力学模型,采用最优控制理论进行主动悬架LQG控制器设计.在Matlab/Simulink中建立对应的系统仿真模型,采用白噪声路面输入后进行该系统动态特性仿真,并将主、被动悬架特性进行对比分析.仿真结果表明,相对于被动悬架主动悬架性能有明显改善.     

整车模型被动悬架的建模与仿真分析

基于系统动力学理论建立了含被动悬架的整车动力学模型。在MATLAB／Simulink中,集成以白噪声——积分器产生的地面输入,前、后、左、右悬架非簧载质量模型和整车运动模型最终实现被动悬架特性仿真的软件建模。通过对仿真实验结果的分析,验证了被动悬架的整车动力学模型和相应的仿真模型的可行性,为悬架参数设计和优化提供了技术基础。     

基于PID控制器的1/2整车半主动悬架仿真研究

通过建立1/2整车半主动悬架数学模型并在MATLAB软件中搭建仿真模型,计算被动悬架的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PID控制器,用计算结果表明:采用PID控制器在各不同车速阶段对改善整车的总体性能有明显作用,车身垂直加速度、车身俯仰角加速度、前后悬架动行程改善突出,提升整车在不同车速范围内乘坐舒适及操纵稳定性特性。     

扩展零力矩点在车辆俯仰控制评价及主动控制中的应用

为了改善车辆俯仰特性,对车辆俯仰运动的指标及其悬架控制进行了研究.以某型号SUV为例,针对目前尚未出台相关的俯仰特性评价指标的问题,并考虑到路面坡度对俯仰特性的影响,将扩展零力矩点的概念引入到车辆的俯仰评价体系中,通过对车辆俯仰模型中扩展零力矩点位置的推导,得到俯仰效果评价指标,即俯仰评价指数XEZMP.在Adams/Car建立了整车动力学模型,设计了以XEZMP为控制目标的主动悬架PID控制器,采用联合仿真验证了控制的效果.结果表明:相比于被动悬架,主动悬架显著抑制了车身俯仰角、车身俯仰角速度以及XE Z MP的变化,改善了车辆俯仰特性;俯仰评价指数XE Z MP能合理地评价车辆俯仰特性.     

基于电动静液压作动的新型汽车主动悬架

作动器是汽车主动悬架系统研究的关键。在分析传统被动悬架和电液伺服主动悬架及功率电传作动系统PBW(Power-By-W ire)的基础上,提出了基于功率电传的电动静液压作动器EHA(E lectro-Hydrostatic Actuator)新型汽车主动悬架结构型式。建立了1/4汽车动力学模型,设计了用于EHA主动悬架控制的模糊控制器。为了研究可控悬架的响应特性以及验证模型的有效性,利用建立起的基于EHA的主动悬架动力学模型,在一定路面输入下进行了仿真分析。结果表明,与传统被动悬架相比,基于EHA的模糊控制主动悬架大大改善了汽车的平顺性和操纵稳定性。     

基于最优控制的主动悬架控制器设计

通过建立1／4车辆模型动力学方程,应用最优控制理论进行车辆主动悬架LQG与PID控制器的设计,并在Matlab／Simulink环境中建立系统模型并进行仿真．将主动悬架与被动悬架的车身加速度、悬架动行程、轮胎动载荷3项指标进行了对比分析．仿真结果表明,具有LQG与PID控制器的主动悬架对车辆的振动舒适性的改善有良好的效果．     

基于LQG控制的整车8-DOF系统振动分析

建立了整车8-DOF系统动力学模型,考虑了主动悬架控制,并增设了主动座椅控制,设计了车辆主动悬架系统的LQG控制器。基于Matlab仿真平台建立了整车8-DOF系统动力学仿真模型,对所得最优控制策略下的动态响应进行了仿真验证。仿真结果表明:为了改善人椅系统质心及车身质心的跳振性能需要在一定程度上弱化各轮轮胎动位移性能。从控制效能上来看,该最优控制器能够满足各行驶状态下对悬架性能的要求,改善了车辆的行驶平顺性。     

基于功率键合图对多轴车辆油气悬架系统模糊控制的研究

针对多轴车辆主动油气悬架研究中的不足,本文基于功率键合图法与模糊PID控制算法对多轴车辆主动油气悬架系统进行了的研究分析。依据多轴车辆行驶路况的相关特性,建立了整车主动悬架结构模型,同时,建立了基于功率键合图理论的多轴车辆油气悬架系统的数学模型,并推导出了状态方程;在此基础上利用模糊PID控制理论设计了一种主动油气悬架控制器,实现了油气悬架系统的主动控制;最后利用MATLAB/Simulink编写仿真程序对其仿真分析,并与被动悬架的仿真结果作了对比,结果振动垂心加速度相比被动悬架改善了接近62%,俯仰角加速度的改善大约为60%;模拟仿真结果表明:该系统具有良好的控制效果,多轴车辆的平顺性和舒适性得到了明显的改善。本文结论可为实际生产应用奠定一定的理论基础。     

基于模糊PID控制的1/2车辆主动悬架系统研究

建立了1/2车辆主动悬架系统动力学模型和路面输入模型,将PID控制和模糊控制并联,设计了主动悬架系统模糊PID控制器。在MATLAB/Simulink中的仿真结果表明,模糊PID控制的主动悬架在车身加速度、俯仰角加速度、悬架动行程及轮胎动位移等方面明显优于被动悬架以及单纯的模糊控制和PID控制,较好的改善了车辆的行驶平顺性及乘坐舒适性。     

车辆主动悬架耗散静态输出反馈控制器的设计

通过建立1/4车辆模型和路面输入模型,应用耗散系统理论设计车辆主动悬架严格(Q,S,R)耗散静态输出反馈控制器,进行仿真研究,将主、被动悬架的车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移3项指标进行对比分析.仿真结果表明,使用严格耗散静态输出控制器的主动悬架可以改善车辆乘坐舒适性和行驶平顺性.     

基于联合仿真技术车辆有限带宽主动悬架控制系统

叙述了基于联合仿真技术某工程车辆有限带宽主动悬架控制器的设计过程.首先在ADAMS/View软件环境下建立了该工程车辆虚拟样机,并利用实车道路试验数据对其进行了验证;设计了基于联合PID和模糊控制策略的有限带宽主动悬架控制器,并用Matlab/Simulink的S-Function函数模块编制了控制算法以及定义了与ADAMS/View环境下车辆模型数据交换的接口.然后基于ADAMS/View和Matlab/Simulink对设计的控制器进行联合仿真,标定控制器参数直至达到满意控制效果.最后与被动悬架系统进行了对比,结果表明,本文设计的有限带宽主动悬架控制器改善了车辆的行驶平顺性和操纵稳定性,从而提高了车辆的最大行驶速度.     

轿车主动空气悬架系统3种方案仿真分析

为满足轿车高的舒适性、操纵稳定性和安全性要求,提出在被动空气悬架的基础上设计一个辅助装置,使其成为主动空气悬架系统. 该装置采用液压与气动相结合的结构,具有调节和抑制车辆俯仰及侧倾运动的作用. 对轿车空气悬架系统建立了3种概念模型,并在相同的输入参数下,通过仿真模型对比计算3种调节方案的主动控制效果. 仿真结果表明,采用液气混合式调节方案的主动空气悬架系统,具有运动速度快、位移精度高等优点,可优先在汽车上使用.     

采用AHP-KCA的主动悬架LQG控制器设计

为提高汽车用户的乘坐舒适性,进行基于层次分析法(AHP)和K均值聚类算法(KCA)的主动悬架控制研究.首先建立2自由度主动悬架模型,设计以悬架性能指标为目标函数的线性二次高斯(LQG)控制器;然后,利用AHP求得一组性能指标权值,并根据这组权值在MATLAB软件中得到225组新的权值;最后,在MATLAB/Simulink软件中进行主、被动悬架性能的仿真,通过KCA对权值分类分级.仿真结果表明:与被动悬架相比,采用AHP-KCA结合算法得到的主动悬架性能有所提高,尤其是车辆乘坐舒适性;与仅利用AHP相比,AHP-KCA结合算法进一步提升车辆悬架的性能,证明了其优越性.     

车辆主动悬架的模糊PID控制器仿真分析

通过建立某型汽车主动悬架系统的动力学方程和路面输入模型,融合PID控制和模糊控制的优点,设计了主动悬架模糊PID控制策略.在Matlab/Simulink环境中对此控制器进行的仿真结果证明,相对传统的被动悬架,本方法在降低乘员座椅垂直加速度、改善行驶平顺性和乘坐舒适性方面效果良好.     

9自由度主动悬架平顺性研究

基于汽车系统动力学理论,利用拉格朗日定理,推导设备-车-路耦合的9自由度主动悬架动力学方程,采用滤波白噪音作为左右车轮随机路面不平度激励,根据最优控制原理设计LQR控制器,建立主动悬架控制仿真模型.采用自适应粒子群算法优化加权系数Q,将主动悬架的设备加速度等性能参数均方根值与被动悬架进行对比分析.仿真结果表明:采用自适应粒子群算法优化LQR控制方法,能够显著改善车辆平顺性,保护车载设备可靠性.      

汽车主动悬架自适应模糊PID控制仿真研究

建立了1/4主动悬架模型,设计出自适应模糊增益调节PID控制器,参照系统在时频两域中的响应情况对PID的控制参数进行整定,并使用模糊控制器对PID的控制量加以修正.对被动悬架、单纯PID控制的悬架和自适应模糊PID控制的悬架分别施以阶跃信号激励和积分白噪声信号激励进行仿真.结果表明,自适应模糊PID控制算法具有较好的控制效果和鲁棒性.