基于混合控制策略的馈能悬架半主动控制

为使馈能悬架在一定范围内实现半主动控制,基于混合控制策略,确定了电机电磁阻尼力的控制算法.探讨了电机不同电磁阻尼力对悬架性能的影响及馈能悬架实现半主动控制的条件.在此基础上,以整车舒适性为目标,采用粒子群优化算法确定了电机阻尼力控制参数,并设计了直接电流控制器,使直线电机产生所需的电磁阻尼力.最后,对采用基于混合控制策略的馈能悬架进行了随机路面激励下的仿真分析.结果表明,优化的电机阻尼力控制参数能使馈能悬架实现半主动控制,显著改善馈能悬架的舒适性和平顺性,并能回收悬架部分振动能量.      

并联机构双作用电机的馈能主动悬架控制

为降低主动悬架的能耗、提高可靠性,提出一种新的馈能型主动悬架;该系统结构上采用并联机构与双作用直流电机,建立了一种新型主动悬架模型。通过PID和LQG控制算法控制悬架姿态,对电机电枢电路进行PID控制,保证实际控制力与理想控制力的一致性,改善乘坐舒适性。在传统悬架性能评价指标基础上,定义自供能效率为悬架馈能效果评价指标。MATLAB仿真结果显示,该系统在改善车身加速度和降低悬架动行程的同时,可获得超过30%的自供能效率。     

悬架的半主动控制

采用Ｈ∞动态输出反馈设计悬架半主动控制的控制器．先设计全主动控制律,再以半主动控制律逼近之．通过半主动作用以抑制任意激励下的悬挂质量振动及轮胎动态载荷．由于系统在相对速度ｖｒ→０时具有弱可控性,引入适当的饱和函数以得到连续的半主动控制律．采用Ｈ∞动态输出反馈设计方法在于强调低频段干扰的抑制作用,这与通常的宽频带控制律有显著的区别．结果表明,半主动控制使得悬挂质量的振动得到改善,而轮胎的动态载荷无明显变化,这反映了半主动控制的低频抑制作用．然而抑制悬挂质量的高频振动必然导致轮胎动态载荷的恶化．因此控制器的设计需在乘坐舒适性与操纵安全性之间作适当的选择     

载人月球车馈能悬架技术及其AMESim仿真分析

基于载人月球车对行驶速度、乘坐舒适性及能量储备的要求,提出一种滚珠丝杠式馈能悬架技术方案。分析了其结构、馈能原理及悬架输出力,利用AMESim软件建立了传统悬架系统和馈能悬架系统模型,在阶跃激励和正弦激励下仿真了其车身加速度和车轮动载。结果表明,馈能悬架系统的两项评价指标较传统悬架小,其平顺性和稳定性更好,能够为可靠的月面运行提供保障。     

基于遗传算法-神经网络的半主动悬架控制仿真

分析了汽车悬架的非线性特性 ,提出了一种采用遗传算法 -神经网络的控制方法实现对车辆半主动悬架系统的控制 ,并用一个 4自由度的车辆模型 ,分别对有该控制规律的半主动悬架和传统的被动悬架进行了计算机仿真 ,结果表明前者比后者具有更好的减振效果。文章将神经网络与遗传算法相结合 ,使控制器对付复杂问题的能力大大增强 ,为汽车半主动悬架控制系统的研究提供了一条崭新的途径     

少自由度并联机构馈能悬架运动学特性分析

为回收汽车悬架振动能量,提出一种新型少自由度并联机构馈能悬架模型;该并联机构可以将悬架的垂向振动转化为该机构动基座绕z轴的一维转动,以驱动馈能电机回收能量。运用旋量理论对该并联机构的自由度进行分析,根据支链的约束条件,分别应用位姿变换公式和牛顿迭代法建立该并联机构的位置逆解和位置正解约束方程,求得4组实数正逆解。在位置分析基础上,采用一种简单的空间投影方法进行连杆速度的计算;并得到该并联机构动基座旋转周期的一般表达式。最后利用ADAMS进行正弦、阶跃和随机三种输入仿真,验证所建模型的有效性和正确性。     

基于联合仿真的直线电机主动悬架协调控制研究

为了更准确地描述直线电机主动悬架系统的动态性能,本文建立了直线电机主动悬架整车SIMPACK多体动力学模型,基于八板块假说,将整车姿态解耦成垂直、俯仰和侧倾三种运动姿态,针对三种运动姿态的特征分别设计了相应的模糊控制器,建立了MATLAB/Simulink控制模型,并进行了联合仿真。结果表明:与传统悬架相比,直线电机主动悬架的车身质心加速度、俯仰角加速度和侧倾角加速度均方根值平均降低了16.28%、8.7%和16.64%,该控制策略可行,有效改善了车身的运动姿态,提高了汽车的抗俯仰和抗侧倾能力,协调了车辆行驶安全性和乘坐舒适性。     

新型驾驶员座椅半主动悬架PID控制仿真研究

将带附加气室的空气弹簧和磁流变减振器应用于剪式座椅中,推导了座椅悬架系统的传递函数.在MATLAB/Simulink环境下建立了座椅悬架PID控制仿真模型,模型中的激励为座椅支承中心加速度.以HY-Z04型剪式座椅为基础,选用ContiTech公司的SK37-6型膜式空气弹簧和美国LORD公司生产的LORD-1005型磁流变减振器,以实测座椅支撑中心处加速度为激励,用座椅悬架PID控制仿真模型仿真研究了车辆以8 km/h行驶时的加速度响应.研究结果表明:PID控制后的座椅加速度明显小于未加PID控制的座椅加速度.     

汽车悬架系统的半主动控制

利用两自由度半主动汽车悬架系统模型，推导出其自适应双线性最优控制方案，并进行相应的仿真实验，实验结果表明，应用该方案不仅大大减轻车身的振动，而且可解决车体振动，动行程、车轮动载荷三者之间的矛盾。     

半主动悬架LQR控制策略的仿真研究

为了设计适用于半主动悬架的控制方法,本文建立了1/4车辆模型的状态空间.并采用线性二次型最优控制策略(LQR),通过选取控制器的性能指标,从而确定了最优控制规律.并对可调阻尼减震器进行简化建模,利用Matlab/Simulink对LQR控制策略进行仿真.通过与传统被动悬架的仿真结果对比,证明与车辆舒适性相关的参量有明显优化.这种方法较好地达到了控制目标,提高了车辆性能.     

馈能型悬架潜力研究及其敏感性分析

从路面不平度统计特性的理论出发,结合悬架运动传递方程,推导了悬架的能量耗散功率,得出路面等级、车辆行驶速度与悬架能量耗散呈线性关系.并通过数值分析,得出一定条件下车辆悬架能量耗散功率与路面等级的数值关系.提出了仅与悬架运动参数相关的悬架能量耗散因子,并对悬架能量耗散因子进行了敏感性分析,得出在选定的参数范围内,车轮刚度与悬架能量耗散因子成线性关系且近似相等,非簧载质量对悬架能量耗散因子的影响非常小可忽略,而簧载质量、阻尼系数与悬架刚度对悬架能量耗散因子没有影响,最后总结出悬架能量耗散功率的理论模型.     

模糊控制半主动悬架的试验研究

建立了2自由度汽车半主动悬架模型,采用模糊控制策略对半主动悬架系统进行数值仿真。在此基础上,设计开发了以C8051F005单片机为主控件的半主动悬架模糊控制系统,并进行了台架和实车道路试验,结果表明：半主动悬架系统在减少振动,提高汽车行使平顺性方面要优于传统被动悬架系统。     

汽车非线性半主动悬架系统时滞反馈控制研究

研究了两自由度非线性悬架系统垂向振动的时滞反馈控制。以汽车1/4车体和单个轮胎的两自由度垂向振动模型为例进行研究;其中非线性主要考虑了汽车悬架刚度的三次及五次非线性。利用多尺度法获得含时滞反馈控制的非线性半主动悬架、车体与轮胎振幅的近似解析表达式。分析时滞反馈控制对悬架系统振动的影响规律;并与不含时滞反馈控制的被动非线性模型进行比较。研究了当外激励频率等于主系统一阶共振频率;并且存在一比五内共振时,车体振动情况。重点分析时滞反馈控制的两个重要参数:时滞反馈增益系数和时滞量对车体振幅的影响;并进行相应的稳定性分析。以某型轿车参数进行数值分析研究,得出当时滞阻尼系数固定为-100 N·s/m时,车体振幅随时滞呈波浪形变化。时滞量τ取在区间[0.15,0.64]上时,车体振幅小于被动系统车体的振幅,表明时滞对系统具有减振作用;而在其他时滞区间上,车体振幅反而会比被动系统的振幅还要大。同时探讨了如何优化设计时滞阻尼系数并计算出相应的最佳时滞,使得主系统的幅度最小。     

半主动空气悬架建模与神经元自适应控制

为了研究神经元自适应控制在半主动空气悬架中的应用,建立半主动空气悬架的整车动力学模型,通过实车道路试验,验证所建模型的正确性.提出半主动空气悬架神经元自适应控制策略,在仿真计算基础上,研究半主动空气悬架的动态性能,结果表明,半主动空气悬架神经元自适应控制可有效衰减车身振动,减小车身俯仰角加速度、侧倾角加速度,协调了车辆行驶平顺性与操作稳定性间的矛盾.     

半主动悬架模糊动态建模与神经网络控制

进行可调减振器外特性试验,拟合其阻尼系数与步进电动机转角之间的非线性关系,基于模糊动态模型理论,建立车辆半主动悬架模糊动态模型.设计半主动悬架模糊神经网络控制策略,研制半主动悬架模糊神经网络控制器.在仿真的基础上,进行实车道路试验.结果表明,模糊动态半主动悬架模糊神经网络控制有效地衰减车身垂直振动,改善车辆行驶姿态,提高乘坐舒适性及行驶安全性,协调整车综合性能.     

基于T-S模糊模型的半主动悬架控制研究

在1／4车辆悬架数学模型的基础上,分别采用T-S和Mamdani模糊控制策略,建立模糊模型的半主动悬架控制系统,分析和比较了两种控制系统的性能,设计了基于CIP-51为核心的单片机控制器,并进行了半主动台架试验．计算和试验结果表明,模糊控制器均能有效地控制半主动悬架系统,提高车辆的乘坐舒适性,改善车辆的性能．与普通Mamdani模糊控制相比,T-S模糊控制器具有设计简单,运算速度快,便于实时控制的优点,验证了T-S模糊控制方法的有效性和优越性．     

机车车辆半主动悬挂控制系统的研究

为解决我国铁路提速后提速机车与动力车普遍存在的横向平稳性能不佳而难以适应列车在高速运行时对平稳性的要求的问题,对二系横向悬挂系统采用半主动悬挂方式,研究了机车车辆横向半主动悬挂系统的控制策略、横向天棚减振控制原理及其电子控制系统构成.研究结果表明:此控制系统采用比PID控制更便捷的控制方法,可实现横向阻尼调节,结构相对简单,实时性好,价格低廉且能耗低,控制简单,失效导向安全性良好,在此系统控制下,半主动减振器能够实现阻尼系数的在线连续调节;此系统在减振器试验台上与半主动减振器的联合实验和仿真计算所得横向平稳性指标分别为2.894和2.746,表明控制系统工作稳定,能满足控制要求,车体运行的平稳性优于被动悬挂系统.     

基于最小方差控制的列车横向半主动悬挂控制系统设计

为了改善列车在高速运行状态下的平稳性以及提高乘坐舒适度,采用最小方差控制算法对半主动悬挂控制系统进行仿真分析,并给出基于最小方差控制的高速列车半主动悬挂控制系统的设计方案,利用Matlab-Simulink搭建仿真平台。仿真结果表明:该算法与传统被动悬挂方式相比,横向减振效果得到明显改善。     

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。     

基于GPC-PID的铁路列车横向半主动悬挂控制系统设计

为了实时地在线优化PID控制器参数,使其能够应用于复杂的列车悬挂控制系统中,将PID控制器与GPC(广义预测控制)算法结合,利用广义预测算法局部优化策略优化KP、KI、KD参数,设计了GPC-PID控制器,对实际列车建立了17自由度仿真模型、在线辨识CARIMA(受控自回归积分滑动平均)模型,最后给出基于GPC-PID的高速列车半主动悬挂控制系统的设计方案,利用Matlab中Simulink搭建仿真平台,仿真结果表明方案有效,提高了列车的平稳性.