整车主动悬架系统天棚阻尼控制策略

目前主流的整车悬架天棚阻尼控制思想是基于物理思维,对四分之一天棚阻尼悬架模型进行推广,从而忽视了经典天棚阻尼控制策略背后的数学原理。针对上述问题,从数学原理角度,提出全新的整车悬架天棚阻尼控制策略。提出运用模态解耦的方法对多自由度耦合的整车悬架系统进行解耦,对解耦后各独立的模态振动进行天棚阻尼控制,符合经典天棚阻尼控制针对单自由度振动系统的思想。对各模态振动系统控制时,提出利用临界阻尼的优越性选取天棚阻尼系数。后将各模态耦合以实现该策略在实际中的运用。在四轮相关路面输入激励下,对整车天棚阻尼主动悬架与整车被动悬架进行时、频域仿真分析,结果表明所提出的整车主动悬架天棚阻尼控制策略对车身三个自由度的运动响应改善效果明显,对车轮的接地性影响较小。     

基于整车的半主动油气悬架滑模控制研究

以提高平顺性为目的,针对油气悬架整车设计了以天棚阻尼为参考模型的滑模控制系统,对4个悬架的阻尼力分别进行控制,建立了非线性半主动油气悬架的七自由度整车模型,使被控车辆振动响应能够跟随参考模型.在Matlab环境中对滑模控制系统的性能进行了验证,仿真车辆以54km/h的速度行驶于D级路面,与被动油气悬架相比,模型参考滑模控制系统能够有效衰减簧载质量的垂向振动、俯仰振动和侧倾振动.结果表明,基于油气悬架整车的模型参考滑模控制系统对路面激励和车辆参数变化具有较强的鲁棒性,适合应用于非线性油气悬架阻尼控制.     

考虑被动关节阻尼的液压驱动Stewart平台模态空间控制策略

针对工业应用中并联机构采用常规铰接形式导致的系统过阻尼问题,提出了带动压正反馈的模态空间控制器,该控制器将物理空间内强耦合的多输入多输出系统转化为模态空间内解耦的6个相互独立的单输入单输出系统,运用动压正反馈技术实现对存在过阻尼特性自由度的独立调节,从而将各自由度频宽扩展至固有频率附近.文中首先运用模态解耦理论分析了被动关节阻尼对液压驱动Stewart平台控制特性的影响,随后给出了带动压反馈的模态空间控制器结构及设计方法,最后对该方法进行了实验验证.试验结果表明,该模态空间控制器能够有效扩展系统频宽,从而实现降低系统各自由度耦合影响、提高响应速度的目的.     

汽车半主动悬架对整车耐久性的影响

随着智能网联汽车的发展,半主动悬架系统的应用范围也更加广泛,因此有必要针对半主动悬架系统对车辆耐久性的影响进行深入研究。首先基于实际天棚阻尼控制模型建立了半主动悬架振动模型,并将其运用到车辆悬架七自由度模型中;其次确定了基于该七自由度模型的悬架性能评价指标,标定出了最优天棚阻尼控制系数;然后以悬架输出的四通道垂向力作为激励,基于一典型轿车的有限元模型,使用惯性释放法进行了静应力分析;之后使用准静态叠加法,对其疲劳损伤进行了分析,确定了该车身的疲劳损伤关键位置,对比了使用半主动悬架和被动悬架时疲劳损伤值,结果发现前者的疲劳寿命得到了较大的优化。     

主动磁悬浮轴承的解耦控制

运用解耦控制策略对六自由度刚性转子主动磁悬浮轴承（ＡＭＢ）进行控制,应用基于逆系统理论的状态反馈线性化方法,设计出非线性控制器。将ＡＭＢ这一多变量、强耦合及非线性的系统,分解为６个单变量无耦合的线性子系统,并对线性子系统进行了综合。仿真表明,此控制策略实现了各自由度之间的动态解耦,系统的动态性能较传统的ＰＩＤ控制方法有明显的提高。     

半主动油气悬架的神经网络模型参考控制

以提高平顺性为目的,针对油气悬架系统刚度及阻尼非线性的特点,提出了以天棚阻尼为参考模型的神经网络控制方法.建立了二自由度的非线性油气悬架模型,分析了控制系统结构以及神经网络辨识器和控制器的设计与实现.以D级路面作为随机路面输入,分别在满载和空载下,对控制器的性能进行仿真研究.仿真结果表明,神经网络模型参考控制能够有效地衰减车身振动,提高行驶平顺性;并对控制对象的参数变化有良好的适应性.     

半主动悬架可调阻尼减振器及其控制时滞研究

研制了一种用于汽车半主动悬架系统的可调阻尼减振器，试验结果显示该减振器的阻尼调节性能达到半主动悬架控制要求．提出了一种基于天棚阻尼控制原理的新方法，可根据汽车的实际行驶情况灵活地控制车身振动加速度和车轮动载，从而实现预期的控制目标．探讨了可调阻尼减振器的驱动机构动作时滞和阻尼切换时滞对半主动悬架系统控制效果的影响．结果显示：驱动机构在120ms以上的时滞对车身振动加速度和车轮动载荷均有不利影响；减振器阻尼系数切换时的变化速度过快或过慢都对控制效果不利，     

基于天棚模型和扰动观测器的主动悬架滑模控制研究

以非线性二自由度主动悬架系统为研究对象,将天棚模型和扰动观测器的滑模控制算法相结合,提出了基于天棚模型和扰动观测器的滑模控制算法,并证明了系统的一致有界和一致最终有界。天棚模型中的簧载质量位移和速度给主动悬架系统中的簧载质量位移和速度提供参考轨迹;扰动观测器用于估计由悬架系统中悬架弹簧力、减振器阻尼力和作用在簧载质量上的外界干扰引起的簧载质量的扰动量。文中还在阶跃路面激励和随机路面激励下,根据主动悬架系统实验结果,验证了提出的控制算法的可行性;并在阶跃路面激励下,基于非线性二自由度主动悬架模型,计算了线性二次型最优控制(LQR)、具有扰动观测器的滑模控制(DOSMC)和基于天棚模型和扰动观测器的滑模控制(RMDOSMC)下主动悬架系统中簧载质量加速度、悬架动行程和轮胎动载荷的性能指标。与LQR和DOSMC控制相比,采用RMDOSMC控制时,主动悬架系统可以获得更优的性能指标。     

基于参考模型的主动悬架反演控制设计

为减小车身垂直加速度以及轮胎变形量,从而提高车辆的乘坐舒适性和行驶稳定性,采用一种基于参考模型的反演控制设计方法,对汽车悬架进行主动减振控制研究.建立了1/4车辆二自由度主动悬架试验台架的动力学模型,并基于天棚-地棚阻尼控制方法建立了一种理想的被动控制悬架系统模型,将其作为后续反演控制设计的参考模型;将路面激励下理想的...     

理想天棚阻尼的被动实现方法

为解决理想天棚阻尼要求阻尼元件与惯性参考系相连的技术问题,利用"惯容-弹簧-质量"系统的反共振现象,提出一种理想天棚阻尼的被动实现方法. 将这种方法应用于车辆悬架,建立悬架的半车模型,分析悬架系统的频响特性,从理论上检验理想天棚阻尼被动实现方法的正确性与有效性. 结果表明,被动天棚阻尼悬架改善了车辆的低频频响特性,有效抑制了车身垂直和俯仰振动,提高了车辆的乘坐舒适性,实现了理想天棚阻尼悬架的主要功能.      

汽车动态底盘控制系统多模式垂向控制及实车验证

为探明汽车动态底盘控制系统控制作用机理,研究其多种模式下的垂向控制策略并进行实车道路对比验证。建立半主动悬架1/4车辆模型,研究经典天棚和地棚控制算法,并在此基础上提出改进天棚控制策略,将其分别实施于动态底盘控制系统的舒适、运动和标准三种模式。仿真和实车道路验证结果表明,所提出的控制方案满足动态底盘控制系统多种模式可调的需求,并在某些模式下明显优于被动减振器和原车控制器。     

基于状态反馈的四轮转向汽车LQR优化控制

为了提高汽车的操纵稳定性,以4轮转向(4WS)汽车为研究对象,建立了2自由度系统的数学模型和状态方程。并以横摆角速度和侧偏角为优化目标,设计了线性二次型调节器(LQR)。通过质心侧偏角和横摆角速度的共同反馈,控制汽车后轮转角,实现4WS控制。在MATLAB/Simulink环境下完成了传统前轮转向汽车、零侧偏角比例控制及LQR控制的4WS汽车仿真。结果表明,相对于其他控制策略,基于状态反馈的LQR优化控制能够改善汽车的操纵稳定性,但不能够既将汽车的质心侧偏角降到基本为零,同时又保证横摆角速度处于理想状态。因此,汽车动力学集成控制将是未来汽车发展的重要方向。     

汽车半主动悬架系统研究进展

基于系统工程理论，论述了汽车半主动悬架系统的研究和动态，分析了目前电/磁流变液减振液的研究及减振器开发现状。在分析了一些较为成功的半主动悬架控制策略的基础上，论述了经典控制、线性最优控制、自适应控制和智能控制方法在半主动悬架系统中的应用前景，提出了基于天棚阻尼控制理论、模糊控制理论和自适应控制理论为主线的复合控制策略。此外，提出了基于磁流变液减振器的半主动悬架系统研究与开发的整体思路，探讨了值得研究的若干理论和应用问题。     

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.     

基于路面识别的车辆半主动悬架控制

以实现悬架自适应半主动控制为目的,基于多目标优化算法及路面识别,针对车辆平顺性与操纵稳定性进行研究.首先建立1/4车辆等效天棚控制模型,并根据系统动力学关系推导车辆簧载质量加速度及轮胎动载荷的解析解表达式,然后利用基于遗传算法的多目标优化算法求取Pareto最优解集.依据路面识别得到的路面等级分配控制权重,以获得不同路面对应的控制增益.仿真结果显示,基于路面识别的半主动悬架自适应控制系统能够通过调节权重获得不同路面行驶条件下平顺性与操纵稳定性之间的平衡.     

汽车电磁阀式半主动悬架控制系统设计

文章分析了电磁阀式减振器的结构与工作原理,采用实用性较强的skyhook控制策略,设计了汽车电磁阀式半主动悬架控制器,并进行了基于ARM7的控制器硬件设计和软件实现,利用自主开发的电磁阀式减振器及控制器对奇瑞G6轿车装车进行实车道路对比试验。试验表明,设计的汽车电磁阀式半主动悬架控制器可以有效地降低车身垂直加速度,改善行驶平顺性。     

半主动空气悬架系统的模糊控制

以半主动空气悬架为研究对象,构建了汽车悬架两自由度数学模型,采用了不依赖于被控对象精确模型的模糊控制方法进行空气悬架控制器的设计。仿真结果表明,所提控制策略是正确和有效的。     

基于轮边电机4WID电动汽车线控转向控制策略

对电动汽车的线控转向系统结构和基于两自由度的车辆动力学模型对线控转向稳态增益不变的理想转向传动比进行了设计;同时,利用MATLAB/Simulink建立线控转向系统数学模型和主动转向控制策略。在主动转向控制中,通过理想转向传动比和模糊滑模变结构动态稳定性主动控制算法,控制补偿轮边转向电机的转角。通过正弦输入的仿真试验表明,以理想转向传动比为基础,设计的此算法能满足车辆前轮转角实时补偿的需求,进而可有效提高了汽车的行驶稳定性。     

基于非线性神经网络的列车半主动悬挂系统

为了在保证行车安全的前提下,提高列车的横向平稳性能,提出一种基于天棚原理的列车横向半主动悬挂系统,并建立了半主动悬挂非线性神经网络控制模型,设计了神经辨识器和控制器．仿真计算和实测结果显示：与不施加控制时相比,半主动悬挂系统采用神经网络控制时车体的横向加速度峰值明显下降,横向平稳性明显改善,横向平稳性指标（彤值）在仿真和实测状况下分别改善了9．04％和15．9％．