最优预见控制设计及在汽车主动悬架控制中的应用

一个不仅考虑系统当前的状况，而且还为未来的目标或外扰加以考虑的预见控制系统，常常能取得改善控制性能和降低系统能耗的双重效果．为此，作者将最优预见控制方法应用于汽车主动悬架控制，取得了良好效果     

无源主动悬挂的参考控制研究

文章讨论了两自由度车辆模型无源主动悬挂基于最优状态反馈控制的参考控制策略,以解决无源主动悬挂的非线性控制问题。该参考控制以有源主动控制器为理想的参考对象,当无源主动悬挂的执行机构与有源执行机构的输出同向时,控制是最优的,文章同时还给出了实现该参考控制的系统结构。     

高速列车半主动悬挂系统的振动及主动控制

本文对两自由度高速列车半主动悬挂系统的垂向振动进行研究,考虑了二系悬挂中的刚度三次非线性。采用模态设解法、多尺度法得到了振动系统的二次近似解析解及振动系统的平均方程。振动系统的二阶模态振幅远远大于一阶模态的振幅,重点讨论了外激励频率趋近振动系统二阶模态频率时的振动控制情况。对线性系统的时滞反馈控制表明,存下一个最佳的反馈增益系数,无论时滞量如何取值,当反馈增益系数取得该值时,车体的振幅达到最小。对非线性时滞反馈控制,针对某一反馈增益系数,存在时滞的某些减振区间,当时滞量在该区间取值时能够抑制车体的振动。并且存在一些时滞的最佳值,车体的振幅达到最小。研究结果表明,能够利用时滞反馈控制改善悬挂系统的振动特性,达到抑制车体振动的目的。     

汽车悬挂系统参数分析

针对汽车悬挂系统的结构，分析了二阶系统的阶跃响应和（正弦）频率响应模型，根据所建模型，计算出每个备选方案的参数，运用MathCAD进行仿真，比较不同的弹簧常数和减震阻尼常数下的系统阶跃响应和频率响应特性，选择最佳方案．     

汽车悬挂系统参数分析

针对汽车悬挂系统的结构,分析了二阶系统的阶跃响应和（正弦）频率响应模型,根据所建模型,计算出每个备选方案的参数,运用MathCAD进行仿真,比较不同的弹簧常数和减震阻尼常数下的系统阶跃响应和频率响应特性,选择最佳方案．     

铁道车辆主动悬挂系统模糊控制策略研究

车辆悬架的作用是承载车身和车轮之间的力,为车轮和车身之间的力和力矩传递提供渠道,避免来自路面的力直接冲击车身,有效缓解冲击荷载导致的振动,确保车辆安全、舒适行进,保证行车的平稳和安全。车辆平顺性和操纵稳定性是目前车辆动力学中还没有完全解决的问题,在铁道车辆中,悬架电控技术可以针对该问题进行解决,目前这方面的研究备受关注,一些学者开始探究悬架模糊控制器设计和振动悬架系统仿真设计方案。该文以铁道车辆为例,探究基于整车系统模型的新型模糊控制方法,设计模糊控制器,完善控制系统设计,采取有效的控制算法,确保车辆主动悬挂仿真模型构建,为整车模型模糊控制实现提供思路与参考。     

汽车主动悬架与防抱制动系统分层集成控制研究

在考虑汽车主动悬架系统(ASS)与防抱制动系统(ABS)之间相互影响的情况下,基于汽车7自由度整车模型,设计了一个分层集成控制系统.底层包括2个子系统的控制器:主动悬架控制子系统采用最优预见控制策略,防抱制动控制子系统采用逻辑门限值控制策略;上层控制器对2个子系统控制器进行协调控制,以改善汽车在制动情况下的整体性能.仿真实验结果表明,在分层集成控制情况下,汽车主动悬架性能和制动性能均有所改善,为解决因2个子系统间相互影响而使汽车性能变坏的问题提供了一种方法.     

汽车独立悬挂系统中机械构件随机响应分析

文中以汽车悬挂系统为研究对象，详细地论述机械系统建模及动力学求解的全过程，并研究悬挂系统中弹性元件的频响频数据随机响应。     

汽车液压主动悬架的PID控制

根据汽车液压主动悬架的基本结构,建立了两自由度车身及悬架系统数学模型。采用传统的ＰＩＤ控制算法对其进行控制,用电液伺服控制的液压缸作为执行元件。在１－２０Ｈｚ范围内,振动平均衰减率可达２９ｄＢ。     

高速电动列车受电弓的主动控制

在高速(可至400km·h~(-1))电动列车的设计中,为了确保动力采集装置正常运行,若采用传统的的被动受电弓,需配置复式链形悬挂系统;而若配置简单链形悬挂系统,则需采用主动控制的受电弓。由于接触网系统是固定设备投资的主要部分,因此,有必要研究受电弓的主动控制,以使列车能运行于现行简单链形悬挂系统从而降低成本。文中受电弓弓头高度与接触力的模拟结果以计算程序FAST(Fahrleitung-Stromabnehmer)在时速直至360km·h~(-1)的情况下得到。与采用传统的被动受电弓所得的结果比较,主动控制受电弓显示了优越性。     

主动悬架模糊控制研究

建立了空气主动悬架的二自由度数学模型,以此模型为基础探讨模糊控制理论在空气主动悬架控制中的应用。     

主动悬架神经网络控制的研究

本文建立了汽车主动悬架的两自由度模型,并以该模型为基础,研究了神经网络控制理论在汽车主动悬架中的应用。     

基于轨道谱的铁道车辆主动悬挂轴间预瞄控制

针对铁道车辆二系主动悬挂，考虑了轨道不平顺谱及轮轴时延的输入；依据最优控制理论，设计了整车的主动悬挂控制规律，并在整车垂向动力学模型上进行了仿真分析．分析表明，依据轨道不平顺谱以及轮轴时延能实现最佳的控制性能；但随着速度的提高，其相对于仅依靠轨道谱信息而设计最优控制规律的收益大幅下降；相对而言，铁道车辆依据轨道谱信息设计主动悬挂控制规律非常重要．     

汽车主动悬架的最优控制

从汽车的乘坐舒适性和操纵安全性的最佳匹配出发,开发了各种悬架控制技术。在探讨主动悬架数学模型和性能指标函数的基础上,综述了主动悬架的最优控制策略,并进行相应的对比和评价。     

汽车主动悬架四自由度模糊控制系统研究

建立汽车主动悬架的四自由度力学模型以及相应的模糊控制系统 ,根据模型的输出量 ,模糊控制系统能够较合理地分配输入主动悬架前后主动力装置伺服阀的电流 ,可为主动悬架的数值模拟、实验研究以及产品设计提供参考     

货运车队悬架超轴距车联预瞄控制系统

根据车队货车运输典型的重复性特征,将车联网理论引入主动悬架控制.首先,提出一种结对车联加地理信息检测的通讯网络构架和方案,降低悬架控制数据通讯的总体需求.然后,采用超轴距预瞄控制方法,基于粒子群优化算法计算最优车距,利用当量参数改进轴距预瞄算法,有效地改善悬架综合性能.最后,通过Matlab/Simulink平台分别对车身加速度、轮胎动位移和悬架动行程3个参数影响悬架性能进行仿真分析,并借助悬架控制车联网,使超轴距预瞄的寻优算法具备更高效率的迭代过程.结果表明:超轴距预瞄具有与轴距预瞄相似的响应特性,在B级路面上的寻优算法具有更高效率的迭代过程.     

主动悬架LQG控制与模糊PID控制的比较研究

为了解决主动悬架系统控制问题,建立了1/2车辆主动悬架系统动力学模型,并设计了两种应用于主动悬架的控制器:LQG控制器和模糊PID控制器。LQG控制器以车身垂向加速度、俯仰角加速度、悬架动挠度、轮胎动位移和悬架控制力作为其性能评价指标。模糊PID控制器将PID控制器与模糊控制器并联,采用了双模糊控制,分别以质心速度及其变化率和俯仰角速度及其变化率作为前、后悬架模糊控制器的两个输入;输出分别为前、后悬架的控制力。将分别应用这两种控制器的主动悬架在Simulink中仿真,结果表明两种控制器均能很好地改善汽车平顺性和乘坐舒适性。通过对两种控制的综合比较,模糊PID控制更具有实用性。     

基于能量流动分析的电磁式馈能型主动悬架控制

针对已开发的电磁式悬架作动器样机进行数学建模,并采用主环/内环分层式结构对其进行主动控制.通过对内环系统的简化分析得到控制电流可实现范围以及不同条件下作动器能量流动状态,并采用模型预测控制方法设计了全主动和半主动2种模式的主环控制器,分别侧重于车辆悬架系统振动抑制和不平路面振动能量回收.在不同路面输入条件下进行仿真对比分析,结果表明,相对于传统被动悬架,电磁式悬架作动器在全主动模式下消耗蓄电池能量,但可以将车辆乘适性提高30%,而在半主动模式下可以回收路面振动能量并将车辆乘适性提高10%.     

汽车主动悬架自适应模糊PID控制仿真研究

建立了1/4主动悬架模型,设计出自适应模糊增益调节PID控制器,参照系统在时频两域中的响应情况对PID的控制参数进行整定,并使用模糊控制器对PID的控制量加以修正.对被动悬架、单纯PID控制的悬架和自适应模糊PID控制的悬架分别施以阶跃信号激励和积分白噪声信号激励进行仿真.结果表明,自适应模糊PID控制算法具有较好的控制效果和鲁棒性.