汽车阻尼可调半主动悬架混杂模型预测控制

为协调汽车阻尼连续可调半主动悬架舒适性和操稳性之间的矛盾,并考虑减振器阻尼力须满足的非线性约束条件,研究了一种适用于半主动悬架的混杂模型预测控制方法,包括建立半主动悬架单轮车辆模型,提出综合描述舒适性和操稳性的悬架优化控制目标函数及半主动悬架须满足的非线性约束条件。利用混合逻辑动态建模方法描述半主动悬架混杂系统模型,基于模型预测控制理论研究半主动悬架混杂系统的有限时域优化控制问题。为便于问题求解,将非线性约束优化问题转化为包含实值变量和二值变量的混合整数二次规划问题,并借助分支定界算法进行求解。在随机路面和正弦波突起路面进行仿真验证后表明,所提混杂模型预测方法明显优于被动悬架和传统线性二次型调节器算法,能有效提高阻尼可调半主动悬架的综合性能,并在不同的路面输入激励和车速下均能取得较好的控制效果。     

重型车辆主动悬架的滑模控制器设计及优化

为提高重型车辆的乘坐舒适性、操纵稳定性以及货物完整性,以四自由度1/2重型车辆主动悬架系统模型为对象,分析并实现悬架系统的模型解耦,结合Lyapunov稳定性理论和滑模控制方法对重型车辆主动悬架进行控制器设计及稳定性验证。以前后悬架动行程、控制器控制力输出要求为约束,以车身质心垂直加速度、前后悬架轮胎动位移以及俯仰角加速度为控制目标,对滑模控制器参数进行优化设计。结果表明,采用优化后的主动悬架能使重型车辆各项性能都有明显提高和改善。     

车辆悬架和座椅悬架的鲁棒H_∞集成控制策略

在建立"车-椅-人"车辆集成控制模型的基础上,提出一种基于线性矩阵不等式(LMI)优化技术的主动座椅悬架和车辆主动悬架的鲁棒H∞集成控制策略.以人体垂直加速度响应功率谱密度为控制输出目标,以满足车辆悬架动行程范围、车轮动静载荷比响应和所需的集成控制力要求为约束条件,设计出了座椅悬架和车辆悬架集成状态反馈控制器.通过仿真软件MATLAB进行了集成控制系统的仿真分析与比较,证明了该方法的可行性和有效性,为车辆主动悬架系统的研究提供了理论依据.     

电磁式主动悬架模型预测控制器设计

针对已开发的电磁作动器样机，通过对电机控制电路模型进行简化分析，得到电磁作动器往复运动时控制电流可实现范围.考虑作动器约束和悬架许用行程，基于模型预测控制方法设计1/4车辆电磁主动悬架控制器，并分别针对瞬时垂向冲击和随机不平路面工况进行仿真分析.结果表明，相对于线性最优控制主动悬架，模型预测控制可以使车辆获得更佳的行驶平顺性能.     

基于约束软化的满意容错控制-输出反馈情形

现有的满意容错控制成果难以处理非凸非线性约束,无法用于在线重构容错控制器设计,针对一类离散系统的传感器故障,研究容错系统具有上述特性的闭环区域极点指标、二次型保性能指标和控制输入等约束的满意容错控制问题.借鉴预测控制对多种约束的软化处理策略,利用被控输出反馈控制结构和在线非线性优化技术,给出一种根据故障估计信息进行递推控制的主动满意容错控制器的数值化设计算法,并分析闭环容错系统的稳定性.据此设计的满意容错控制器可使闭环容错系统在保证稳定性和控制输入约束条件下具有满意的优化性能.仿真算例验证文中设计算法的有效性.     

基于遗传算法的车辆4自由度主动悬架最优控制研究

文章首先建立车辆4自由度主动悬架系统模型,然后针对悬架系统的控制问题,基于结合遗传算法和最优控制理论,提出悬架系统的最优控制策略。该控制方法利用遗传算法对LQR控制器的加权矩阵Q和R参数进行自适应调整优化,不仅可以避免传统的主动悬架LQR最优控制器设计中存在人为主观因素的问题,还能实现悬架系统的自适应最优控制。仿真实验结果表明,在不同车速和路面等级的行驶工况条件下,相比于传统的LQR控制方法,基于遗传算法优化的LQR控制能提高主动悬架系统的控制性能,使车辆获得更优的乘坐舒适性和操纵稳定性,研究结果为探寻有效的主动悬架控制策略、改善车辆的行驶性能提供了有用的控制方法参考。     

正弦干扰下时滞系统的状态预测观测器与前馈—反馈预测控制器设计

研究控制变量含有时滞的线性系统在外部正弦干扰下的最优减振预测控制问题。利用系统的控制向量和被控对象的预测输出向量，设计了1种全维状态预测观测器。并将该状态观测器用于时滞控制系统的最优前馈—反馈预测控制中。频域分析表明，应用该状态预测观测器可将闭环系统的时滞项移至系统闭环结构之外，从而其优化控制规律完全可以按无时滞系统进行设计。时域分析表明，设计的预测控制器对外部正弦干扰有较强的鲁棒性，得到的结果关于二次型平均性能指标是次优的。     

非线性预测控制及其在微电网中的应用

针对具有异质通信延迟和数据丢失的多智能体非线性系统的输出一致性问题,提出了一种网络化的多智能体预测控制方法。首先,结合输入输出反馈线性化和分布式滚动优化的方法,解决了非线性系统的预测问题。主动通信约束补偿机制的引入,克服了传统控制器仅在最大允许时延情况下实现输出一致性的保守性问题。其次,引入了代理之间的协调和控制成本,即综合考虑了控制目标和系统约束,使得所设计的协调控制器更具物理意义且更易实现。分布式控制器的引入还将大幅减轻大规模网络化多代理控制系统的计算负担。最后,在MATLAB/Simulink软件环境中,该算法被应用在一个具有4个发电单元的分布式智能微电网上,以解决其电压恢复问题。研究结果表明:所提出的网络化分布式预测控制方案,可以有效地解决多代理系统所遭遇的通信约束问题,并使得系统在一定的性能指标下实现输出一致性,即微电网可以在较低的控制成本下,实现时延的主动补偿及给定的380 V电压值的快速跟踪。     

基于多目标粒子群算法的主动座椅悬架滑模控制器设计

为提高汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性,对车辆主动座椅悬架提出一种基于多目标粒子群算法的滑模控制器设计方法。首先,在建立三自由度1/4车辆主动座椅悬架系统模型的基础上设计了满足李雅普诺夫稳定性理论的滑模控制器;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,以汽车悬架动挠度、轮胎动载荷和控制器控制力输出为约束,形成以座椅质心垂直加速度、座椅悬架动行程以及轮胎动位移为控制目标的多目标优化问题,对滑模控制器参数进行优化设计;最后,在MATLAB环境下基于多目标粒子群算法进行求解,并进行数值仿真模拟。仿真结果显示,经过多目标参数优化后各目标值明显减小,表明基于多目标粒子群算法的滑模控制器参数优化显著地改善了汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性,为汽车主动座椅悬架系统的研究提供了理论依据。     

时滞反馈下非线性悬架系统的减振特性研究

针对具有时滞减振主动控制技术的非线性悬架,研究时滞和非线性因素对车辆悬架系统减振性能的影响。以一个具有悬架非线性的1/4车辆模型,引入时滞减振主动控制技术,对车身主振动系统进行了减振控制,采用多尺度法推导得出悬架系统振动量与时滞量之间的关系,分析不同振动状态时主系统的振动。利用Routh-Hurwitz判据对悬架系统的稳定性进行判定,得到了系统的稳定性区域。以车身振幅均方根值作为优化目标函数,通过优化设计得到了悬架系统最优时滞反馈系数及时滞量,并在时域下进行仿真分析。仿真结果显示,在简谐激励下和路面随机激励下,有时滞条件下通过调节参数可以使车身加速度均方根值比无时滞时分别降低42.7%和20.9%。研究结果表明通过非线性和时滞反馈联合控制能有效提高悬架系统的减振效果,为悬架系统的仿真分析和优化设计提供了理论依据和设计参考。     

模型预测控制器的广义最小方差性能评价

基于滚动时域最小方差性能评价方法和广义最小方差控制原理,提出了可处理约束问题的滚动时域广义最小方差性能评价方法。该性能评价方法既可考虑过程变量的硬约束,同时相对于滚动时域最小方差性能评价方法,又可考虑操纵变量的软约束。基于Wood-Berry精馏塔模型的仿真实例证明了该性能评价方法较滚动时域最小方差性能评价方法具有更高的实际意义,并验证了这种性能评价方法的有效性。     

一种新的主动队列管理拥塞控制策略

通过对主动队列管理非线性模型进行线性化处理，并在此基础上采用延时反馈系统控制理论，提出了一种基于延时反馈的AQM策略，评估分析了该策略的稳定性和网络性能的优化。仿真结果表明，这种新的拥塞控制策略对抑制网络拥塞有明显效果，能够显著提高网络性能。     

车辆主动悬架舒适性的自抗扰控制

针对现有车辆主动悬架控制方法受模型精度影响较大的不足,提出汽车半车模型主动悬架的自抗扰控制方法,设计了主动悬架的自抗扰控制器。为验证自抗扰控制器的有效性,进行了随机路面输入试验,对比分析了自抗扰控制主动悬架、被动悬架以及LQG控制主动悬架的性能。相对于主动悬架常用控制方法,自抗扰控制器设计不需精确数学模型,干扰的抑制也不需扰动模型,控制方法简单。仿真试验结果表明,在所设计的控制器作用下,质心垂向加速度和前、后悬架动挠度均方根值分别下降39.2%,12.7%和14.9%;自抗扰控制器实现对主动悬架的控制,改善了车辆乘坐舒适性,且性能优于LQG控制。     

车辆悬架系统的自适应模糊控制(英文)

悬架是用来支持车身的系统,通过隔离道路干扰使得乘客感觉舒适、并确保车辆稳定.为此研究了全车模型悬架系统在下列几种控制方式下的性能:被动控制、半主动控制、自适应标准可加性模型(SAM)下的主动控制.全车模型可以为车辆悬架系统提供一些必要的性能参数,如车身偏移、车轮偏移和悬架偏斜.乘坐的舒适性和车辆的操控性决定了所需悬架系统的性能.乘坐的舒适性取决于车身偏移和乘客座位的偏移,而车辆的稳定由其他自由度(如俯仰和滚转)决定.半主动和主动悬架控制的设计通过MATLAB/SIMULINK加以实现,充分考虑了不规则的路面,并以此验证半主动控制和SAM主动控制的性能.实验结果表明,SAM主动控制能够改善乘坐的舒适性和车辆的操控性.     

电厂过热汽温串级系统的约束预测控制

针对实际电厂过热汽温系统中减温水阀门受到物理约束限制,外环控制器计算的设定值造成执行机构饱和从而影响系统性能的问题,提出了串级预测控制算法,并采用约束预测控制算法进行求解,在系统约束范围内求得系统性能的优化解,对电厂过热汽温控制系统进行了仿真论证.仿真结果表明,过热汽温系统控制量能被有效控制在约束范围内,并且系统保持了良好的运行结果.     

工程机械驾驶员座椅主动悬架最优控制

建立了车辆座椅两自由度悬架系统的力学和数学模型,应用线性随机最优控制理论(LQG),根据路面随机振动输入的统计特性,在状态变量不全知的情况下,通过Kalman-Bucy滤波器对其进行无偏最优估计,设计出控制系统的最优反馈规律·应用MATLAB仿真语言对该模型进行编程设计和计算机仿真实验·     

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。     

高速重载车辆主动油气悬架系统平顺性控制发展综述

主动油气悬架具有车身姿态和高度实时控制、阻尼、刚度参数实时调节,路面情况适应性好等特点,能使车辆在不同的运动状态或路面情况下始终保持良好的平顺性和操纵性能。随着计算机控制技术和电控技术的快速发展,以及人们对于乘车舒适性的要求愈来愈高,主动油气悬架在车辆上的应用需求日益增加,尤其是针对一些行驶路况较差、载重量大的高速重载底盘工程车辆,传统的被动油气悬架也难以满足其平顺性要求,采用主动油气悬架系统对车辆行驶的平顺性进行升级成为当前研究的热点。本文对车辆的主动油气悬架系统的原理及特点进行分析,以及对国内外高速重载车辆的主动油气悬架系统平顺性控制研究与应用现状进行总结和回顾,详细阐述了油气悬架进行主动控制常用的控制策略,最后对高速重载车辆的主动油气悬架系统技术的未来发展做出了展望。     

半主动悬架控制及评价方法的探讨

分析了基于阻尼力与阻尼控制的半主动悬架模型的区别，阐述了半主动悬架在本质上是非线性的，并建立了基于阻尼控制的双自由度半主动悬架模型，采用频域快速调节理论进行了仿真，结果表明，半主动悬架在提高车辆性能方面具有一定的局限性。最后，对半主动悬架控制的评价方法进行了论述，分析了改进评价方法的必要性。     

座椅悬架和汽车悬架的集成变增益LQR控制

利用模糊控制理论和最优控制理论,提出了一种基于模糊控制的车辆主动悬架和座椅主动悬架的集成变增益LQR控制方法.在建立“车-椅”三自由度动力学模型的基础上,以底盘垂向加速度和座椅垂向加速度为控制目标,以车轮动态位移、车辆悬架动行程范围小于规定值为约束条件,设计出了车辆悬架和座椅悬架变增益LQR控制器,并用Matlab/Simulink进行了仿真实验分析与比较,得出该控制方法对座椅悬架和车辆悬架有较好的控制效果,验证了集成变增益LQR控制方法的有效性和可行性,为未来悬架系统控制的研究提供了参考.