基于dSPACE的液压式主动稳定杆实验平台设计

为研究液压式主动稳定杆对汽车在高速转向时侧倾稳定性的影响,设计并实现了液压式主动稳定杆硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)仿真实验平台。以单/双轴通用稳定杆实验台架为基础,使用MC9S12DG128单片机为核心设计控制器,利用dSPACE实时仿真系统运行整车动力学模型,研究典型转向工况和不同类型路面激励情况下的液压式主动稳定杆对车辆侧倾稳定性的改善情况。实验结果表明,该实验平台能够很好地模拟实验环境,为主动稳定杆系统的开发提供了有力的支持。     

三轴电液转向系统硬件在环仿真

为了分析三轴电液主动转向控制算法对转向性能的影响,针对质心零侧偏角调度控制策略,利用开发的三轴电液主动转向实验平台,进行了三轴电液主动转向硬件在环仿真实验.根据车轮的转向响应时间、控制精度和车辆转向特性的主要参数的实验结果,对控制算法的控制效果进行了评价.在环实验结果表明:由于液压系统的迟滞特性影响,车轮实际转角比理论转角小,转弯半径、横摆角速度和侧向加速度都比理论值略小.     

基于粒子群优化的主动稳定杆系统自抗扰控制

为了提高车辆的抗侧倾能力，设计了液压马达驱动式主动稳定杆控制系统，提出了基于粒子群优化（PSO）算法的分层控制策略。上层自抗扰控制器（ADRC）计算出整车所需反侧倾力矩，整车所需要的反侧倾力矩经过分配器分配到前后轴，下层三闭环比例-积分-微分控制器（PID）接收到所要提供的反侧倾力矩后计算出控制电流输入到伺服阀，从而驱动马达输出轴旋转并通过稳定杆产生主动力矩，实现车辆的主动防侧倾控制。为了使控制器有更好的控制效果，采用PSO算法整体优化上、下层控制，优化后的ADRC和PID参数再输入到整车模型中，为了使仿真接近实际效果，把实验测得的横向稳定杆扭转刚度也代入到模型中。在C级路面上采用蛇形和双移线工况进行仿真，通过将PSO优化的自抗扰系统与被动系统、PID控制系统和未优化的自抗扰控制系统对比进行仿真验证。仿真数据表明：侧倾角的大小直接影响车辆侧倾稳定性，采用PSO算法优化的分层控制策略能显著降低车辆的侧倾角，有效抑制过度的车身侧倾运动带来的不稳定性；主动控制的稳定杆比传统被动式稳定杆能更好地给车辆提供所需要的反侧倾力矩，提高了车辆抗侧倾能力；优化后的ADRC控制器比被动系统和未优化的ADR...     

高地隙车辆侧倾稳定性主动力矩控制器的研究

为提高高地隙车辆行驶时的操纵稳定性,针对其非线性、复杂性以及时变不确定性的特点,建立了包括主动力矩控制系统在内的联合仿真平台,以实现对质心侧倾角的控制.基于ADAMS/View建立车辆的动力学物理模型,在此基础上,基于MATLAB/Simulink建立控制系统仿真模型.将灰色预测理论、模糊控制与传统PID控制算法相结合,分别设计了以单活塞双向液压缸为执行机构,以主动力矩为控制变量的3种侧倾稳定性主动力矩控制器,并基于联合仿真平台进行稳定性控制系统的仿真分析.仿真结果表明:3种控制器均能够有效提高车辆的侧倾稳定性,其中灰色预测模糊PID控制器的效果最好,侧倾角的变化范围减小了45.5%,其均方根值(RMS)减小了45.2%.     

基于弹性扭转悬架的铰接工程车辆的动力学性能

为了研究铰接式工程车辆侧倾稳定性及方向稳定性,基于某35吨铰接矿卡,在Adams/View中建立了铰接车辆模型,且车辆前、后轴都装备了弹性扭转悬架.模型考虑了液压转向系统的运动学及动力学特性对车辆稳定性的影响.此外,还在Matlab/Simulink中建立了液压转向系统模型.通过Adams及Matlab的联合仿真,分析了车辆侧倾及方向的稳定性.根据车辆直线行驶时的振动响应验证了Adams车辆模型,并通过车辆稳态及动态转向实验验证了液压转向系统模型的准确性.最后依照铰接车辆侧倾及方向的稳定性评价指标,对比分析了无悬架和具有前后扭转悬架车辆在空载和满载下侧倾及方向的稳定性.结果表明,具有弹性扭转悬架车辆侧倾及方向的稳定性有所降低,但可通过对悬架参数的优化来降低悬架对铰接工程车辆稳定性的影响.     

考虑侧倾的半主动悬架与电子稳定控制系统集成控制

建立四自由度半车模型,利用滑模变结构控制方法设计以磁流变减振器为执行机构的主动抗侧倾控制策略,研究质心侧偏角相平面稳定边界,设计电子稳定控制(ESC)系统的控制算法.在研究侧翻指标基础上,设计磁流变半主动悬架与ESC的主动防侧翻集成控制算法.通过紧急双移线工况和鱼钩工况对提出的控制策略进行仿真验证,结果显示集成控制策略能够提升操纵稳定性,并有效降低车辆侧倾角,从而降低侧翻危险.     

安装液压互联悬架铰接车辆的稳定性研究

为了探究悬架性能和鞍座结构参数对铰接车辆操纵稳定性的影响,提出了一种在半挂车单轴悬架上应用的抗侧倾液压互联系统.首先建立了半挂车单轴抗侧倾液压互联悬架频域模型并通过侧倾位移传递函数验证了该模型的有效性,同时依据复模态振动理论获得悬架的等效刚度和等效阻尼.在此基础上,建立了包含鞍座特性的铰接车辆耦合液压互联悬架模型实现仿真模拟.结果表明,鞍座刚度参数均不考虑时,该液压互联悬架系统只能单一地提升半挂车的侧倾稳定性;考虑鞍座侧倾刚度参数时,该系统下的牵引车和半挂车的侧倾、横摆稳定性以及整车的协调稳定性均得到提升,且增大鞍座横摆刚度和减小鞍座牵引点至半挂车距离,提升效果愈显著.所得结果为安装液压互联悬架铰接车辆的优化设计提供理论依据.     

基于LMI的汽车横摆稳定与侧翻预防最优控制策略

为提高车辆的主动安全性和操纵稳定性,在介绍汽车稳定性控制系统分层体系结构的基础上,针对汽车侧向、横摆及侧倾动力学的耦合问题,提出了一种采用线性矩阵不等式方法的横摆与侧倾稳定的最优鲁棒控制策略,通过差动制动与主动悬架系统实现了横摆稳定与侧翻预防功能.并在CarSim与Matlab/Simulink环境下进行了仿真试验,结果表明横摆与侧倾最优控制策略对车辆横摆稳定性控制具有良好的作用.     

主动稳定杆与主动前轮转向耦合作用研究

对于同时装备主动稳定杆与主动前轮转向的车辆,为了获得最佳控制性能,建立仿真模型研究了双系统的耦合问题.建立非线性车辆动力学模型,并设计了主动转向比例积分微分控制器;基于稳定杆作动器,设计了主动侧倾滑模控制器以及反侧倾力矩前后轴分配模糊控制器;最后设置阶跃转向与双移线机动工况.仿真结果表明,主动转向可以一定程度改善侧倾性能;另一方面,反侧倾力矩分配与主动转向配合可以进一步提高车辆的横摆稳定性能,同时还可以保证侧倾稳定性能.     

基于模糊规则的路面附着识别算法研究

为了提高双通道主动式稳定杆(ASB)系统对车辆横摆稳定的控制性能,基于车辆的侧向动力学特性,提出了1种新型路面附着系数识别算法。先通过模糊规则识别非线性因子,再由估算模型计算路面附着系数的初始估计值。通过滤波处理算法处理后得到最终估计值,并将其应用于双通道ASB系统中。利用MATLAB/Simulink对该算法进行了高、中、低附着路面以及对接路面的仿真分析。仿真结果表明,该算法能够有效地识别路面状况,双通道ASB系统根据当前的路面信息及时调整控制策略,提高了车辆的横摆稳定性。     

电动式主动稳定杆能耗最优控制方法

为解决永磁直流无刷电机转矩脉动大造成的作动器能耗高的问题,研究一种新型三闭环控制算法,外环采用电机转角PI控制,中间环采用转速PI控制,内环采用定子电流最优控制.基于Simulink建立14自由度整车模型和电机式主动稳定杆及其控制系统的仿真模型,仿真结果表明,控制算法能有效改善车辆的侧倾稳定性及乘坐舒适性,同时电机输出特性得到改善,系统能耗降低.      

带材板形自适应控制

通过对轧机液压弯辊系统特性深入细致的分析,提出了采用具有极点配置广义自校正算法的控制策略。在此基础上,设计了一个自校正控制器,它兼顾了系统的动态特性和稳态特性,并用它对本液压弯辊系统进行控制,仿真结果表明该控制系统的性能良好。     

横向稳定杆的参数计算与设计

横向稳定杆是汽车悬架中的重要零件。它不仅可以防止车身在转向等情况下发生过大的侧倾 ,还直接影响到汽车的操纵稳定性。本文推导了横向稳定杆侧倾角刚度计算公式 ,并在此基础上分析了其主要影响因素。还提出了横向稳定杆的若干设计要点 ,并介绍了根据横向稳定杆的应力有限元分析结果确定其弯曲处曲率半径的方法     

轧辊偏心先进控制算法和实验研究

首先研究了先进的HMFFT和A-WAVELET算法,然后依托实验室的四辊液压轧机,对这两种轧辊偏心算法进行了实验研究.提出了一种有效的偏心相位检测和控制方法,建立了轧辊偏心控制的两级控制系统,进行了两种算法的软件设计和编程,在液压轧机上进行了实验.实验效果明显,采用先进算法的两级偏心控制系统为实际生产线轧辊偏心控制问题的实施解决提供了一种新的整体解决方案.     

基于Backstepping与闭环增益成形的减摇鳍控制

为提高减摇鳍控制器的鲁棒性,将Backstepping算法与闭环增益成形算法相结合,设计一种非线性鲁棒控制器.采用Matlab的Simulink工具箱分别对相同海况下未进行减摇控制、在设定航速及航速减半状态时采用减摇鳍控制的非线性数学模型进行仿真.结果表明,该控制策略对于减摇鳍非线性控制系统十分有效,具有较强的鲁棒性.该算法的优点是设计过程简单,物理意义明显.     

小型无人直升机增稳动力学建模与姿态系统优化

对某小型无人直升机的增稳动力学进行了精确的建模,鉴于稳定杆对飞行动力学有很重要的影响,本文对旋翼和稳定杆系统分别进行建模.通过仿真的比较和分析表明,稳定杆引起了姿态系统的小阻尼和峰值,采取加入陷波器的方法进行补偿,使姿态系统的性能得到了明显的优化.     

一种针对时滞系统的改进智能轨迹导引控制算法

针对在控制大时滞系统时,智能轨迹导引控制(ITGC)算法在偏差选取上的不足,引起系统调节时间过长以及抗扰性不佳的问题,提出了一种改进智能轨迹导引控制(改进ITGC)算法。根据引入的参考模型和估计滞后,可得规划导引与无时滞参考模型间的偏差D_A以及有时滞给定与实际被控对象间的偏差D_B,以D_A和D_B的加权线性组合纠正系统的响应。分别运用MATLAB和一体化试验箱进行验证。结果表明改进算法在控制大时滞对象时兼具系统的响应速度和抗扰性能优势,且模型失配时,算法依然有效。改进ITGC算法为控制大时滞系统增加了解决途径。     

某轻型客车后悬架稳定杆设计

对某轻型客车单斜臂式后悬架布置横向稳定杆,根据几何关系分析了横向稳定杆在悬架系统中运动协调性和有效性;试验结果表明,设计的稳定杆能有效改善整车的操纵稳定性,前后悬架的侧倾角刚度匹配也更趋合理.     

Ad hoc网络PI队列管理算法稳定性分析

主动队列管理PI算法的稳定性是拥塞控制研究的重要内容。目前PI-AQM设计大多基于经验,缺乏稳定性的理论分析。针对Ad hoc网络的时滞特点,利用泰勒级数展开,将时滞系统线性化,分析了PI算法在时延无线网络中的稳定性,推导了时滞对象的稳定条件,以便进一步优化设计PI控制器。通过Matlab和NS2仿真,结果表明,选择kp=0.01,ki=0.04,的PI控制器能较好地稳定TCP/AQM时滞系统;与传统的去尾算法相比,PI控制器取得了较好的控制效果,队列长度维持在理想值附近。