基于未知输入观测器的主动式座椅悬架鲁棒H_∞控制

针对随机干扰环境下一类新型主动式车辆座椅悬架系统,基于未知观测器根据可测量的座椅加速度来估计座椅在车辆行驶过程中产生的摩擦力,并给出具有摩擦补偿的鲁棒H_∞控制器设计方法,以控制车辆座椅悬架在被动状态下所传递的低频振动.首先,建立座椅悬架系统的动力学模型,建模过程中考虑系统中存在的摩擦力及座椅随机振动等干扰因素;其次,建立基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI)的稳定判据,并保证系统的H_∞性能指标,利用LMI求解未知观测器的增益和控制器增益;最后,建立仿真模型并以白噪声作为路面激励,通过对加速度、位移和摩擦力估计在有无控制器状态下的对比实验验证扰动作用下具有摩擦补偿的鲁棒H_∞控制器的有效性.仿真结果表明,在随机干扰下受该方法控制的主动式座椅悬架具有良好的瞬态响应性能,能够有效抑制座椅悬架的垂直振动和增强乘坐的舒适性.     

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。     

基于混合不确定建模的主动悬架鲁棒μ综合控制分析

利用线性分式变换理论对二自由度车辆主动悬架系统进行混合不确定建模分析,通过结构奇异值理论和D-K迭代设计过程,设计了鲁棒μ综合控制器.仿真结果表明:在给定的不确定范围内,鲁棒μ综合控制器保证了主动悬架系统的名义性能和鲁棒性;与基于名义模型设计的H∞控制器相比,闭环系统能获得更好的鲁棒性能.     

主动悬架的 H2/ H∞混合输出反馈控制

运用线性分式变换建立了包含不确定参数的半车悬架系统模型,选择合适的性能加权函数得广义被控对象。为了保证不确定参数具有鲁棒稳定性,用H∞范数作为参数不确定性的性能指标,同时,为了使悬架系统性能指标处于一个好的水平,用H2范数作为衡量扰动作用下悬架性能指标,设计了H2/H∞混合控制器。在Mtalab7.0/Simulink环境下搭建仿真模型完成对系统的仿真分析。仿真结果证明:主动悬架的乘坐舒适性明显优于被动悬架的乘坐舒适性,同时汽车的操作稳定性也有一定程度的改善。     

主动悬架的H_2/H_∞混合输出反馈控制

运用线性分式变换建立了包含不确定参数的半车悬架系统模型,选择合适的性能加权函数得广义被控对象。为了保证不确定参数具有鲁棒稳定性,用H∞范数作为参数不确定性的性能指标,同时,为了使悬架系统性能指标处于一个好的水平,用H2范数作为衡量扰动作用下悬架性能指标,设计了H2/H∞混合控制器。在Mtalab7.0/Simulink环境下搭建仿真模型完成对系统的仿真分析。仿真结果证明:主动悬架的乘坐舒适性明显优于被动悬架的乘坐舒适性,同时汽车的操作稳定性也有一定程度的改善。     

多时滞不确定系统的保成本H∞鲁棒控制

为提高复杂多时滞不确定系统的动态性能，设计了一种具有H∞干扰抑制的保成本鲁棒控制器．利用构造的Lyapunov函数和Schur补性质，证明并给出了保成本H。鲁棒控制器存在的一个充分条件，进而将充分条件转化为标准的线性矩阵不等式形式，给出了控制器设计方法．采用该设计方法设计的控制器使闭环系统对所有时滞和不确定性是正则的，无脉冲，鲁棒具有更好的稳定性，满足给定的H∞范数指标，且满足成本上界约束条件．数值仿真结果表明，所设计的控制器对时滞和不确定参数变化都具有鲁棒性，同时系统对干扰具有很强的抑制能力．     

一类不确定T-S模糊系统的H_∞控制器设计

基于线性矩阵不等式的方法,研究了一类带有不确定参数的T-S模糊系统的H∞控制器设计问题.给出了参数不确定的T-S模糊系统的系统建模以及系统的二次稳定性,并且对此类T-S模糊系统的H∞控制问题进行了探讨,给出了新的基于状态反馈H∞控制器的设计方法.     

时变采样周期网络化系统混合鲁棒H2/H∞控制

针对存在时变采样周期和时延的网络化控制系统,讨论混合鲁棒H2/H∞控制性能约束下控制问题.通过矩阵Jordan变换,将时变采样周期和时延的不确定性转变为系统参数的不确定性,建立了离散时间凸多面体不确定系统模型.利用矩阵不等式方法,设计了满足混合鲁棒H2/H∞性能的控制状态反馈控制器.对不稳定的连续时间系统,该控制器能使闭环系统保持渐近稳定并对外界干扰具有良好的抑制性.控制器存在的充分条件和具体参数通过求解线性矩阵不等式给出,计算简单.数值仿真结果表明所设计控制器的有效性.     

汽车振动系统动态参数优化

汽车悬架及司机座椅动态参数对汽车行驶的平顺性有着重要影响.以八自由度弹簧质量系统作为汽车振动系统的力学模型,用前后四轮路面随机激励作为系统输入,对车厢及司机座椅的输入功率谱进行分析,在此基础上对该模型的悬架及司机座椅动态参数进行优化,并给出悬架参数及司机座椅参数的优化结果     

不确定模糊系统的有限时间鲁棒H_∞控制

讨论了一类不确定非线性模糊系统的控制问题,针对能量有界的输入干扰,设计了基于状态反馈的有限时间鲁棒H∞控制器。基于鲁棒控制理论,通过对状态反馈系统的分析,提出了使得系统既符合有限时间稳定又满足H∞控制指标的控制器存在条件。结合构造的Lyapunov-Krasovskii函数和线性矩阵不等式理论,给出了控制器存在的可行性描述。基于有限时间稳定性理论设计的鲁棒H∞控制器,使系统具有有限时间稳定,抑制干扰强,满足给定范数指标的特点。仿真实例说明了该设计方法的有效性。     

大跨越输电塔线体系风振控制新策略

为了抑制输电塔线体系的风振并考虑体系动力特性存在的不确定性,基于多目标优化理论设计了鲁棒H2/H∞控制器.运用达朗贝尔原理建立了输电塔线耦合体系平面内外振动的受控运动方程,在状态方程的摄动矩阵中引入塔线体系模型的不确定性,运用MATLAB的线性矩阵不等式(LMI)工具箱设计了鲁棒H2/H∞的输出反馈控制策略,并结合改进的限幅最优(MCO)控制算法设计了H2/H∞_MCO半主动控制器.以汶河-青云大跨越输电塔线体系为工程背景,分别对其进行在无控制、调谐质量阻尼器+黏弹性阻尼器(TMD+VED)控制、铅芯橡胶阻尼器(LRD)控制、固定增量(FI)控制和H2/H∞_MCO控制下的风振响应数值计算.结果表明:H2/H∞_MCO控制策略对输电塔的位移、加速度和塔底内力的峰值和均方差的减振效果比TMD+VED、LRD及FI控制策略的都要显著.     

基于Lyapunov稳定性理论的磁流变半主动悬架整车控制

研究了1种磁流变减振器半主动悬架整车控制策略。对每个车轮的悬架系统，以一理想的Skyhook半主动悬架系统作为参考模型，用Lyapunov稳定性理论建立控制策略，使之追踪参考模型。以车体的俯仰角和侧倾角为控制目标建立整车模型控制法则。结果表明：此控制策略比传统的Skvhook控制策略优越，能很好地追踪参考模型，对模型参数的变化有良好鲁棒性，他车身的速度、加速度降低10％。     

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·     

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.     

基于微分几何法的主动悬架鲁棒H∞控制

利用微分几何法和鲁棒H_○∞控制理论,提出一种基于微分几何法的主动座椅悬架和车辆主动悬架的鲁棒H_○∞控制策略.在建立“车－ 椅”车辆三自由度模型的基础上,考虑座椅悬架和车辆悬架弹性力和阻尼力的非线性特性,应用微分几何法并经过非线性状态反馈变换的方法,对主动悬架非线性系统进行精确线性化.然后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、车辆悬架挠度范围小于规定值为约束条件,设计出了座椅悬架和车辆悬架鲁棒H_○∞控制器, 并用Matlab/Simulink进行仿真实验验证了集成变增益LQR控制方法的有效性和可行性.     

基于多自由度汽车模型的主动悬架

在考虑座椅、乘客等因素对汽车舒适性影响的基础上，建立了一种适应汽车主动悬架控制研究的多自由度车辆立体模型。在此模型基础上，运用LQ控制方法设计了控制器。通过对各种模型的效果进行分析，作者提出了最佳控制方案。研究结果显示：当选择合适的汽车模型，即使采用低自由度控制器及其常规的控制方法，也能得到令人满意的结果。     

车辆座椅减振研究

本文将磁流变阻尼器用于座椅悬挂系统,并进行了理论分析和数值仿真分析,研究结果表明将磁流变阻尼器用于车辆座椅减振效果十分优良.1人-椅系统主共振理论分析在车辆振动系统中,振动通过座椅传给人体.座椅振动传递率又称加速度传递率为座椅与人体接触面上的加速度与车辆底盘激励     

半主动悬架座椅的设计及振动特性实验研究

为改善非公路驾驶员座椅的乘坐舒适性,设计制造了一种基于带附加气室空气弹簧和磁流变减振器的半主动悬架座椅,通过控制比例阀输入电压和磁流变减振器输入电流调节座椅悬架系统的刚度和阻尼,构建了座椅的振动特性实验系统。试验研究了激励频率、比例阀输入电压及磁流变减振器输入电流对座椅振动特性的影响规律。研究结果表明,座椅悬架的固有频率、位移传递率及加速度均方根值均随比例阀输入电压的增大而减小;在高频振动区,磁流变减振器的输入电流对加速度均方根值影响较大。