基于MATLAB/Simulink的半车悬架动力学建模与仿真分析

首先介绍了悬架的基本功能,结合悬架的基本功能确定了悬架研究的性能指标.以半车悬架模型为研究对象,建立其动力学方程和空间状态方程,根据状态方程在MATLAB/Simulink中建立其仿真模型.在不同路面激励下,对悬架的各性能指标进行了仿真比较分析.仿真结果表明,特殊路面对悬架的各性能指标影响不容忽视.因此在悬架设计时应当考虑这些特殊路面,优化悬架各参数,来扩大悬架的适应性和实用性.     

基于侧倾中心的悬架导向机构模型

根据导向机构的功能,建立以侧倾中心理论为基础的导向机构传力模型,通过侧倾中心计算悬架导向机构传递给车体的力;建立悬架K&C特性修正模型,利用悬架K&C试验数据对车轮的位置和姿态进行修正.编写了14自由度整车模型的仿真代码,将所建立的悬架模型嵌入到整车模型中,建立某A级车的整车模型,通过对比仿真结果与场地试验数据,验证了模型的有效性.对此模型进行了操纵稳定性工况的仿真,以方向盘角阶跃输入工况为例,分析了导向机构模型对整车运动的影响.结果表明:通过仿真可以得到悬架K&C特性参数中对整车运动影响较大的参数及其影响趋势,从而对汽车开发过程中的悬架结构参数的确定起到指导作用.     

基于模糊PID的汽车液压伺服主动悬架控制系统

在详细分析汽车液压主动悬架中液压伺服系统非线性特性的基础上,建立了1/4汽车悬架非线性系统数学模型.针对具有高度非线性的阀控非对称液压缸系统,设计了模糊PID控制器,使PID控制器的控制参数能随着系统运行状态的变化而自动调整.对比分析了相同路面输入激励下主动悬架与被动悬架的控制效果.仿真结果表明,与被动悬架相比,主动悬架能有效降低车身加速度和轮胎动载荷,该系统能有效改善汽车的平顺性和安全性.     

基于电流变减振器的汽车悬架系统控制研究

在分析电流变减振器工作机理的基础上，论述了汽车阻尼可变悬架系统的组成，建立了悬架4自由度力学模型。针对汽车悬架系统的不确定性、时变性、非线性和复杂性，设计了自动调整模糊控制器。基于控制系统仿真软件，对路面随机激励信号和确定和确定性扰动进行了系统仿真，并对系统延时和内部参数变动问题进行了仿真研究，研究结果表明所设计的控制器有效、稳定和可靠。     

非线性汽车悬架的混沌特性

通过数值仿真和实验,研究了非线性汽车悬架的混沌特性.建立了路面双频拟周期激励作用下的单自由度汽车悬架模型,通过数值仿真,给出了悬架振动的时间历程曲线、自功率谱密度图形和Poincare截面,从理论上说明汽车悬架振动是混沌的.进行振动实验,获取实验汽车悬架的振动数据,对其计算了一阶固有频率和混沌参数如关联维、Kolmogorov熵和最大Lyapunov指数,从而验证了汽车悬架振动的混沌特征.为汽车悬架的优化设计和建立悬架隔振性能混沌评价新方法提供了理论依据.     

基于模糊控制的空气悬架控制策略仿真研究

鉴于空气悬架的众多优点及应用前景,对电控空气悬架系统的控制策略进行了研究,并应用MATLAB/Simulink对空气悬架的控制策略和控制算法进行了仿真.仿真结果表明:模糊控制系统能很好地执行模糊控制规则,并且经过模糊控制后空气悬架的输出高度能很好地随输入信号的变化而变化,说明整个仿真是成功的而且模糊控制策略也是可行的.     

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.     

非线性油气悬架的矿用自卸车纵倾性能优化

由于矿用自卸车的悬架结构形式特殊,研究车辆抗制动纵倾性的传统分析方法并不适用于解决其“制动点头”问题.鉴于此,本文以中性面和力矩中心为基点,进行悬架平跳试验仿真和整车直线制动仿真,得到了车轮着地点运动轨迹、悬架纵向角刚度等相关参数,进而得到了整车的纵向稳定性系数.并以其为目标函数,以悬架参数为优化变量,对矿用自卸车纵倾性进行优化.优化后的仿真结果表明,悬架的纵向稳定性系数提高了19.04％,前悬架的点头量和车身俯仰角则分别减小了18.23％和15.25％.该矿用车自卸车的“制动点头”现象得到明显改善.     

一种基于振动舒适性的山地自行车后悬架参数设计方法

采用实验方法,比较了在不同频率简谐激励下后悬架配有不同类型减振器时全减振山地自行车车架的振动特性,发现在一定频率范围内弹簧减振器具有良好的减振效果.通过对具有弹簧减振器后悬架山地车的车架振动实验验证了该车架动态仿真模型的正确性,在此基础上建立了整车动态仿真模型.借鉴国际标准ISO2631-1中人体承受全身振动的评价方法,给出了自行车骑行过程中振动舒适性的评价指标.采用均匀设计试验法进行了整车动态仿真实验,并通过逐步回归分析找到了减振器刚度和结构尺寸等后悬架设计参数与评价指标之间的映射关系,同时利用规划求解方法对设计参数进行了优化.研究过程为山地自行车后悬架的设计提供了一种有效方法.     

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.     

车辆主动悬架耗散状态反馈控制器设计与仿真

通过建立1/4车辆模型和路面输入模型,应用耗散系统理论进行了车辆主动悬架严格(Q,S,R)-耗散状态反馈控制器的设计,并在Matlab/Simulink环境中建立系统模型并进行仿真研究,将主、被动悬架的车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移3项指标进行了对比分析.仿真结果表明,具有严格耗散控制器的主动悬架对车辆乘坐舒适性和行驶平顺性的改善有良好的效果.     

车辆半主动油气悬架模糊控制的建模与仿真

为对某工程车辆半主动悬架系统进行可靠控制,针对单筒式油气弹簧建立了数学模型,分析了其刚度特性和阻尼特性以及节流小孔面积的改变对阻尼的影响. 提出在防止悬架频繁击穿前提下改善车辆平顺性要求的控制思想,以悬架动挠度及其随时间变化率为控制输入,建立控制模型,并制定模糊控制规则,设计了模糊控制器. 分别针对正弦路面激励、积分白噪声随机路面激励以及瞬态阶跃路面激励进行仿真. 仿真结果表明:模糊控制策略在悬架半主动控制的应用,不仅可减小悬架击穿的概率,也从统计角度改善了车辆平顺性.      

用于平顺性仿真的七自由度非线性模型

为了解决传统平顺性振动模型对悬架非线性环节描述不足的问题,开发了一个用于平顺性仿真的七自由度非线性时域模型.此模型以线性七自由度模型为基础,通过对悬架迟滞非线性和减振器非线性的准确建模,实现悬架非线性特性的准确描述.通过典型工况仿真,验证所建模型能够更为真实的描述悬架非线性环节对平顺性的恶化现象,进一步提升了平顺性模型的仿真精度.利用所建模型对影响平顺性的典型因素进行仿真研究,研究结果表明可以通过降低悬架刚度、合理匹配减振器阻尼等措施来提升平顺性.     

考虑汽车悬架动挠度的模糊PID控制

为了提高某型汽车的性能,针对其单筒式油气弹簧建立了数学模型,分析了刚度、阻尼及摩擦力对其悬架动力学的影响.以车辆悬架动挠度为控制输入,建立模糊PID控制模型,应用Matlab/Simulink仿真编程,制定模糊控制规则,设计了半主动悬架模糊PID控制器,并针对瞬态激励输入进行仿真.仿真结果表明:模糊PID控制策略在半主动悬架控制的应用,改善了车辆平顺性,使响应快速稳定同时振荡减小.      

基于ADAMS／View微型旅游观光电动汽车悬架仿真分析

针对唐山电动汽车重点实验室前期研制的微型旅游观光电动汽车在行驶时出现轮胎过大的磨损、自动回正作用较弱、转向沉重等问题,在机械系统动力学仿真软件ADAMS／View中建立此电动汽车的前悬架虚拟样机模型。对此模型进行平行轮跳动实验,来仿真分析其悬架系统参数的变化范围,进而分析其产生汽车不稳定特性的原因,为进一步对悬架系统优化和整车平顺性分析做铺垫。     

轿车半主动悬架系统模糊控制

为了实现汽车操纵稳定性和乘坐舒适性,本文对轿车半主动悬架系统进行研究.建立了1/4轿车二自由度悬架数学模型,并推导出悬架动力学方程和状态方程.接着设计出适用于半主动悬架系统的模糊逻辑控制,将该控制策略应用到半主动悬架中,并与被动悬架的车身加速度、轮胎动载荷、悬架动挠度性能指标进行对比.仿真结果表明半主动悬架系统比传统的被动悬架具有更好的减振性能,同时说明该控制策略的可行,可以有效地提高车辆行驶的平稳性和乘坐舒适性.     

悬架K＆C仿真分析及软件的二次开发

悬架K＆C特性是研究汽车操纵稳定性基础,在汽车动力学研究领域中占有极其重要的地位。本文运用MSC.ADAMS软件对某款微型车的悬架进行K＆C仿真分析,并对分析结果进行总结提炼,然后在第三方编程软件基础上二次开发出更实用的悬架K＆C仿真分析软件,极大降低了汽车设计工程师的专业知识门槛,同时提高了K＆C仿真分析效率和准确度。     

基于ADAMS的悬架仿真分析

为更好地指导汽车独立悬架的设计与制造,在ADAMS/CAR中建立了某车麦弗逊独立前悬架的仿真模型,对影响车辆操稳性的前轮定位参数在汽车平行轮跳仿真实验中进行了仿真分析。通过仿真,前轮外倾角、前束角、主销后倾角及主销偏移距随悬架跳动过程中的变化量均在一个合理的范围之内,初步验证了所建立的仿真模型的合理性。结果表明,利用多体动力学仿真软件ADAMS可以正确地建立汽车悬架的运动力仿真模型,为汽车独立悬架的设计和制造提供理论依据。     

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.