基于多目标遗传算法的主动悬架滑模控制器设计

为提高车辆的乘坐舒适性和行驶稳定性,针对主动悬架的车身垂直加速度、悬架动行程和轮胎动载荷性能冲突,以及考虑参数不确定与外界干扰带来的鲁棒性问题,本文拟采用滑模控制方法对汽车非线性主动悬架进行主动减振控制研究,并结合多目标遗传算法对滑模控制器进行多目标参数优化.首先,根据1/4车辆主动悬架系统模型利用Lyapunov稳定性理论进行滑模控制器设计;其次,基于滑模控制到达条件和滑模面的稳定条件,结合Hurwitz稳定判据选择合适的滑模面参数;然后,为改进滑模控制方法中按经验选取参数时的不足,采用多目标遗传算法对滑模控制器参数进行多目标优化;最后,进行数值仿真模拟.仿真结果表明,采用多目标遗传算法对滑模控制器进行参数优化后显著地改善了汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性,对汽车非线性主动悬架的减振控制起到了一定的推动作用.     

车辆悬架系统的优化设计与动力学特性分析

为了提升含减振元件惯容器的车辆悬架系统的综合减振性能,建立了含有减振元件惯容器、弹簧、阻尼器的车辆悬架系统模型.采用遗传算法对悬架参数进行优化,基于振动功率流理论对减振元件衬套进行优化选型.通过对车辆悬架系统动力学模型进行数值求解,探究了参数优化前后车辆悬架系统的动力学响应,探讨了衬套参数对功率传递的影响.研究结果表明,相比原始设计参数,采用优化算法得到的参数能够有效改善车辆悬架系统的综合减振性能,理论计算与仿真数据的结果相互验证了所建模型的正确性,衬套的优化选型有助于进一步提高车辆悬架系统的减振性能.     

含惯容器的两级汽车悬架振动性能

在机电相似理论的基础上,基于“惯容器”具有与“电容器”相类似的通高频、阻低频的特性,建立了每一级中均含有“惯容器-弹簧-阻尼器”(inerter-spring-damper,ISD)的两级ISD悬架系统的单轮车辆模型.仿真分析了汽车悬架的惯质系数对两级ISD悬架系统传递特性的影响,在频域和时域内分别探讨了随机和脉冲输入下汽车悬架系统的动力学响应.研究结果表明:在满足车身加速度增益的要求下,适当提高惯质系数可以改善两级ISD悬架系统的减振性能.两级ISD悬架具有比经典ISD悬架更好的低频减振性能.与传统被动悬架相比,两级ISD悬架具有更好的综合减振性能.     

某微型电动汽车麦弗逊前悬架设计优化

针对车辆的车身垂直加速度、悬架动行程以及轮胎动位移性能冲突,采用多目标遗传算法对麦弗逊悬架进行减振控制研究。结合虚位移原理推导出悬架螺旋弹簧刚度的计算公式,并对电动汽车前稳定杆进行受力分析,计算稳定杆各段所产生的弯曲位能和扭转位能,推导出稳定杆线刚度的计算公式,进而计算麦弗逊前悬架侧倾角刚度;采用多目标遗传算法对麦弗逊悬架参数进行优化并进行数值仿真模拟。仿真结果显示,经过多目标优化后的麦弗逊悬架各项性能均优于优化前,显著改善了电动汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性。     

非线性油气悬架系统平顺性仿真与参数优化设计

基于油气悬架台架实验,建立工程自卸车八自由度数学模型,该模型包含刚度五次方非线性和阻尼立方非线性.在此基础上利用SIMULINK建立仿真模型,并用实验验证仿真模型的正确性.通过对油气悬架参数的灵敏度分析,确定优化变量,然后以行驶平顺性为优化目标,建立油气悬架参数优化模型,利用SIMULINK、遗传算法对油气悬架参数进行联合优化设计,得到油气悬架理想的非线性刚度和阻尼特性曲线.仿真分析与实验结果表明:油气悬架的减振特性需要进一步优化设计.优化后,各车速下座椅的加权加速度均方根值分别降低了约17.3％,18.8％,25.8％,油气悬架的减振性能和整车行驶平顺性得到明显改善.     

汽车半主动悬架集成优化仿真研究

针对传统半主动悬架先设计其结构参数后设计其控制器参数 ,易造成系统失去全局最优性能的特点 ,文章提出一种基于遗传算法和 LQ G控制的集成优化半主动悬架结构参数和控制参数的方法 ,理论分析和仿真计算结果表明 ,此方法与传统优化方法相比 ,对提高汽车行驶平顺性和安全性具有较优的效果。     

含时滞反馈控制的1/4车辆模型减振研究

建立含时滞状态反馈控制的1/4车辆悬架模型,采用稳定性切换方法对车辆悬架系统的稳定性进行分析.在频域内分析系统振动特性,以车身加速度的幅频特性作为目标函数,借助MATLAB优化工具箱,优化出最佳反馈增益系数和时滞.MATLAB/Simulink仿真结果表明,时滞反馈控制能有效提高车辆悬架的减振性能,改善车辆平顺性.     

混联ISD悬架寄生阻尼和附加刚度对性能的影响分析

为了将混联ISD悬架工程化,提出一种液力惯容器和油气弹簧结合的混联ISD悬架设计方案.针对工程化过程中产生的寄生阻尼和附加刚度可能会恶化悬架性能的问题,建立包含惯容器寄生阻尼和油气弹簧附加刚度在内的1/4工程化混联ISD悬架模型.通过仿真计算,分析寄生阻尼和附加刚度对悬架性能的影响,并利用多目标优化方法,对寄生阻尼和附加刚度进行优化设计.结果表明,与混联ISD悬架相比,工程化混联ISD悬架的车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷功率谱密度低频共振峰值分别下降了9.1%,65.9%,11.8%,均方根值分别降低了1.6%,3.9%,1.1%.可见,在混联ISD悬架的工程化设计中,通过优化设计,将寄生阻尼和附加刚度控制在合理水平,能使工程化前后悬架性能基本一致.      

四连杆式独立悬架运动学分析与优化

四连杆式悬架是技术比较先进的悬架形式,可以从设计上保证车辆良好的直线行驶性能并最大程度减轻载荷的影响.本文建立了四连杆式悬架多刚体系统模型并对车轮定位参数等特性进行仿真,运用多目标函数的最优化方法对悬架的结构参数进行优化,并将优化前后的车轮定位参数运动学特性进行对比,说明进行悬架结构参数的优化对于提高悬架性能的重要作用.     

四连杆式独立悬架运动学分析与优化

四连杆式悬架是技术比较先进的悬架形式,可以从设计上保证车辆良好的直线行驶性能并最大程度减轻载荷的影响.本文建立了四连杆式悬架多刚体系统模型并对车轮定位参数等特性进行仿真,运用多目标函数的最优化方法对悬架的结构参数进行优化,并将优化前后的车轮定位参数运动学特性进行对比,说明进行悬架结构参数的优化对于提高悬架性能的重要作用.     

单轴转向架跨座式单轨车辆悬挂系统参数优化分析

为了改善单轴转向架跨座式单轨车辆的曲线通过性能,对单轴转向架跨座式单轨车辆的结构及运行机理进行分析;运用SIMPACK动力学仿真软件,建立单轴式单轨车辆动力学仿真模型;然后,通过Isight多目标优化软件对单轴式单轨车辆悬挂系统参数进行灵敏度分析,得到车辆过弯时对导向力矩和走行轮侧偏力影响较大的参数;最后,以导向力矩与走行轮侧偏力为目标,采用改进型遗传算法进行多目标优化研究.结果表明:优化后单轴式单轨车辆的导向力矩比优化前减少了3.67%,走行轮侧偏力比优化前减少了6.30%,在一定程度上改善了单轴转向架跨座式单轨车辆的曲线通过性能.     

双气室油气悬挂建模与特性研究

悬挂性能直接决定着车辆行驶平顺性和操控稳定性,双气室油气悬挂系统是一种新型悬挂。阐述了双气室油气悬挂的工作原理并建立了其参数化模型,通过与传统被动式悬挂的传递函数的比较,揭示了其刚度和变阻尼可随激励频率改变自动改变的特性。采用非支配排序遗传算法进行了多目标优化,结果显示其三个悬挂性能指标均优于传统的被动式悬挂。根据多目标优化得到的Pareto最优解选取悬挂参数,并进行时域仿真验证了上述结论。      

光伏并网逆变器改进虚拟同步控制策略分析与测试

针对规模化光伏电站并网出现系统稳定性下降问题,提出光伏并网逆变器改进功率外环控制策略提高系统抗干扰能力。首先,推导分析了光伏电站改进控制策略增加系统正阻尼转矩机理,通过多目标遗传算法优化并设计了H_∞回路成形权函数,采用总体最小二乘/旋转矢量不变技术(total least squares/estimating signal parameter via rotational invariance techniques, TLS-ESPRIT)辨识得到系统振荡模态及开环模型。然后,设计了逆变器附加H_∞阻尼控制并对控制参数进行整定。最后,以某实际运行光伏电站为例,依托RT-LAB平台搭建光伏并网系统主电路模型并进行控制器硬件在环测试(hardware in the loop, HIL)。仿真结果表明,基于回路成形的附加控制策略提升了光伏并网系统稳定性。     

基于ADAMS微型观光旅游电动汽车平顺性优化

基于国内所研制的微型观光旅游电动汽车平顺性差的缺点,以多体动力学理论为基础,在ADAMS/Car中建立唐山市电动汽车重点实验室前期研制的微型观光旅游电动汽车虚拟样机模型。分析并建立其前后悬架系统弹簧刚度和减震器阻尼约束条件,采用正交实验法在ADAMS/Car Ride中对整车进行各参数组合的平顺性仿真分析。获得前后悬架系统参数对此微型观光旅游电动汽车平顺性影响主次顺序,最终得到前后悬架弹簧刚度和减震器阻尼匹配的相对最优解。大幅度改善了此微型观光旅游电动汽车平顺性,并为进一步提高其平顺性指引了优化方向。     

轮毂电机电动汽车轮内悬置系统设计与优化

为了改善轮毂电机驱动电动汽车簧下质量变大导致的垂向振动负效应问题,优化汽车的平顺性,以自主研发的可实现四轮独立驱动的轮毂电机电动汽车为实验对象,设计了一种可安装于电动轮内的轮毂电机悬置系统.提出在电动轮内的特定位置加装橡胶衬套的悬置系统方案,使轮毂电机的定子和转子与簧下质量实现弹性隔离.建立具备电动轮内悬置系统的整车动...     

蓄能悬架结构参数设计与试验研究

为了分析车辆蓄能悬架的动态性能,应用复域机械阻抗法建立了1／4车辆蓄能悬架系统动力学模型及其结构形式。针对蓄能悬架性能评价指标多、参数多的特点,利用多目标优化法确定了悬架结构参数,在此基础上对该蓄能悬架的性能进行了仿真分析以及台架试验验证。结果表明,理论研究与试验结果较为吻合,所设计的蓄能悬架系统结构简单,容易实现,且设计的悬架参数明显提高了车辆乘坐舒适性,协调了车辆综合性能,为蓄能悬架的应用研究奠定了一定的基础。     

基于辨识模型的半主动悬架控制策略研究

依据悬架实体在ADMAS中建立1/4悬架模型并采用遗传算法辨识模型参数,得到了一个更能真实反映悬架性能的简化辨识模型.在此简化辨识模型的基础上分析了几种基于天棚阻尼原理的控制方法的特点,提出了一种基于免疫优化的混合阻尼半主动控制方法.仿真结果表明,基于免疫优化的混合阻尼半主动控制方法能够改善被动悬架的性能;在一定控制指标下,混合阻尼控制对被动悬架性能的改善优于天棚阻尼控制和地棚阻尼控制.     

油气悬架的不确定性多目标优化

为改善某393t矿用自卸车的平顺性能,需要优化油气悬架的非线性刚度阻尼特性,建立了更符合工程实际情况的7自由度整车模型.考虑矿用车运输过程中整车质量与质心位置的不确定性,选取对目标函数影响较大的悬架刚度和阻尼系数作为设计变量,选取整车质心加速度和车身侧倾角、车身俯仰角以及悬架的动扰度和车轮的动载荷作为目标函数,利用基于薄板样条插值的高维模型(TPS-HDMR)构建设计变量与目标函数之间的近似模型.采用基于Pareto概念的多目标优化遗传算法进行优化,得到了最优Pareto解集.仿真结果表明:多目标优化可以同时改善11个目标的性能,提高汽车的平顺性.