基于GABP神经网络的液压互联悬架建模研究

液压互联悬架(hydraulically interconnected suspension, HIS)是一种非线性系统,运用机理分析法建模存在建模精度和速度不可兼得的缺点。为解决上述矛盾,提出了一种基于遗传算法(genetic algorithm, GA)优化的反向传播(back propagation, BP)神经网络对HIS系统进行建模的方法。首先,通过Simulink建立的液压互联悬架模型仿真获取网络的训练数据。其次,使用遗传算法优化BP神经网络的初始权值和阈值;然后,两种建模方法对比验证GABP建模方法优点;最后,通过液压互联悬架台架实验获取实验数据,与神经网络训练结果进行比较分析。结果表明：在垂向模态下,低、中、高3种频率下相对误差百分数分别为4.12%、2.27%、1.51%;在侧倾模态下,低、中、高3种频率下相对误差百分数分别为7.64%、4.07%、4.35%。与机理建模法相比,GABP建模方法兼具较好的建模精度和速度。     

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.     

液压互联悬架参数全局灵敏度分析与多目标优化

液压互联悬架（Hydraulically Interconnected Suspension,HIS）系统的参数匹配直接影响着其动态性能. 为提升HIS系统的综合性能,对抗俯仰抗侧倾HIS系统的主要参数进行了全局灵敏度分析和多目标优化. 建立7自由度“机-液”耦合整车频域动力学模型,以四轮随机路面为输入,以反映车辆平顺性、稳定性和抗俯仰抗侧倾性能的各项性能指标为目标函数,采用Sobol指数法对HIS系统参数进行了全局灵敏度分析,获得影响HIS系统性能的关键参数. 基于参数灵敏度分析结果,使用NSGA-II算法对HIS系统进行了多目标优化. 结果表明：管路阻尼阀和蓄能器阻尼阀线性损失系数对车辆各性能有较大影响,参数间的交互效应对车辆抗侧倾性能影响明显.优化后,通过权重系数法选取的优化结果表明,车身质心处加权加速度均方根值降低20.95%,俯仰角加速度均方根值降低12.95%,侧倾角加速度均方根值降低8.05%,轮胎动载荷均方根值均值降低11.17%. 通过参数灵敏度分析和多目标优化,可以显著提升HIS系统的综合性能.     

液压互联悬架关键参数对车辆频响特性的影响

针对液压互联悬架设计参数影响车辆动力学响应的问题,建立整车7自由度机械-液压耦合动力学频域模型,推导了侧倾与俯仰角加速度、垂向加速度与轮胎动载荷的频域响应函数,分析液压互联悬架系统油压、蓄能器体积、前后液压作动器上下腔面积差与面积比等参数对车辆动力学特性的影响.仿真结果表明,油压与蓄能器体积对车辆频域响应的影响呈现相反的相关性,作动器上下腔面积差对频域响应的影响较大,上下腔面积比仅对侧倾角加速度和轮胎动载荷功率谱有明显影响.最后,进行样车性能试验,仿真与试验结果的误差较小,关键参数对车辆频率响应特性的影响趋势具有较好的一致性.     

基于Morris法分析的液压参数对互联悬架的影响

针对液压参数对液压互联悬架输出响应影响强度大小的问题,在Matlab中建立了液压互联悬架半车侧倾耦合频域模型,根据系统的传递函数和路面输入得到了垂直和侧倾输出加速度谱密度并将其与传统悬架进行对比,分析对比结果.采用Morris灵敏度分析方法计算得到各液压参数的灵敏度值并进行灵敏度排序.结果表明,由于在侧倾振动中液压油频繁地流进和流出蓄能器,蓄能器参数及与蓄能器连接的阻尼阀压力损失系数对侧倾振动模态有较大影响;与作动器上下腔连接的阻尼阀压力损失系数对垂直振动模态有较大影响,所得结果为进一步的悬架优化中设计变量的选取提供了理论依据.     

互联式空气悬架动态特性试验研究

将传统空气悬架的空气弹簧通过管路互联,使空气弹簧间可以进行气体交换,构成互联式空气悬架。空气弹簧的互联改变了悬架的刚度,通过合理地控制可进一步提高空气悬架的性能。先分析互联式空气悬架的结构与工作机理,然后搭建其半实物模型及其动态特性测试系统。试验结果表明,空气悬架的"侧向互联"可降低簧上质量在中频段(5~9 Hz)的垂向加速度、车身侧倾角与质心附近的侧倾角加速度;但使得该频段内的悬架动行程增加。当振幅较小时,互联式空气悬架对车辆性能各项指标的改善变弱。在分析试验结果的基础上,总结了互联式空气悬架在设计过程中需要遵循的规律,得到的相关结论将为互联式空气悬架的设计和应用提供理论参考。     

基于模型预测的四角互联空气悬架协同控制

针对四角互联空气悬架难以发挥其多可控结构优势的问题,制定了适用于四角互联空气悬架的协同控制方法;针对四角互联空气悬架3个可控机构间相互耦合的问题,设计了MPC(模型预测)协同控制器;从各可控机构对整车性能的影响始终归结于悬架力的角度出发,设置MPC协同控制器的控制目标和约束条件,求解出同时满足3个可控机构的最优目标悬架力。结果表明：MPC协同控制器不仅解决了3个可控机构的协同控制问题,而且保证了整车性能相比于传统非协同控制得到了很大提高。     

轿车空气悬架主动抗侧倾控制方法仿真对比研究

为改善空气悬架轿车的抗侧倾性能,开发了一种液气混合式主动抗侧倾装置.选用结构简单、成本低的开关电磁阀作为执行元件,对4种离散控制方法进行对比分析,寻找控制系统结构尽量简单,可以快速、准确和高效地完成对抗侧倾装置运动位移控制的方法.仿真计算结果表明,采用3点开关控制方法,系统组成简单,但控制精度较低,电磁阀切换频繁;采用PWM和PID联合控制方法,控制精度高,电磁阀切换次数减少;采用滑模控制方法,控制精度一般,但电磁阀切换次数最少.     

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.     

基于电动静液压作动的新型汽车主动悬架

作动器是汽车主动悬架系统研究的关键。在分析传统被动悬架和电液伺服主动悬架及功率电传作动系统PBW(Power-By-W ire)的基础上,提出了基于功率电传的电动静液压作动器EHA(E lectro-Hydrostatic Actuator)新型汽车主动悬架结构型式。建立了1/4汽车动力学模型,设计了用于EHA主动悬架控制的模糊控制器。为了研究可控悬架的响应特性以及验证模型的有效性,利用建立起的基于EHA的主动悬架动力学模型,在一定路面输入下进行了仿真分析。结果表明,与传统被动悬架相比,基于EHA的模糊控制主动悬架大大改善了汽车的平顺性和操纵稳定性。     

高速ON／OFF电磁阀在汽车主动控制悬架系统中的应用

采用高速ＯＮ／ＯＦＦ电磁阀取代压力比例阀来构成一个更经济的系统，并对１个１／４车体模型进行仿真计算和实验研究．实验结果表明，所提案的系统价格低廉，且抗污力强，具有较大的应用价值与推广价值     

基于改进粒子群算法的车辆液压 悬架系统自适应阻抗控制

为了避免车辆液压悬架系统行驶中受路面干扰因素的影响,提高车辆行驶的稳定性,创建1/4车辆液压悬架系统模型简图,建立车辆振动的动力学方程式.给出自适应阻抗控制系统参考模型,采用改进粒子群优化算法来优化控制器参数,改进控制系统抗干扰性能.设计控制系统的内回路和外回路,通过Simulink软件对车辆液压悬架系统自适应控制进行仿真.同时,与其他控制方法进行对比和分析.仿真结果显示:采用改进自适应阻抗控制,输出的车身加速度、悬架行程及滑阀位移跟踪误差最大值下降,整体波动幅度较低.车辆液压悬架系统采用改进自适应阻抗控制系统,能够抑制路面障碍物的干扰,有利于提高车辆行驶的稳定性.     

液压凿岩机推进系统建模与控制及仿真研究

根据液压凿岩机冲击凿岩原理,确定了其工作时推进力的计算方法,在分析了液压凿岩机推进系统电液控制原理的基础上,提出了基于高速开关电磁阀控制的推进机构控制系统新方案.通过对该系统进行数学建模与控制策略分析,引入了模糊PID控制方法,并对其进行了严格的理论推导.通过计算机的仿真实验,论证了液压凿岩机电液推进控制系统在模糊PID控制器的作用下,能够很好地跟踪目标输出,为液压凿岩机推进系统的工程应用提供了理论依据.     

模糊PID控制应用于液压同步控制系统的研究

液压同步控制系统工程机械中受到广泛地应用。液压同步控制系统具有非线性、参数时变、大惯性、迟滞系统等特性。模糊控制算法对控制对象具有很好的逼近作用。将模糊控制理论应用到PID控制中,提高PID控制器的控制能力。将模糊PID控制器应用到液压同步控制系统中,进一步提高液压同步控制系统的动态和系统稳定性。利用MatLab软件对液压同步系统进行建模和仿真实验。仿真结果表明基于模糊PID控制的液压同步控制系统具有很好的动态性能和系统稳态性。     

CVT速比控制调节阻尼的电磁半主动悬架平顺性研究

针对传统汽车悬架不能将振动能量回收利用的缺点,提出了一种基于无级变速器速比控制实现悬架阻尼调节且可实现车身振动能量回收的电磁半主动悬架设计方案。在分析其结构和工作原理的基础上,基于动力学分析建立了无级变速器速比与悬架阻尼之间的对应关系以及该悬架系统的动力学方程;设计了无级变速器速比PID控制器,以1/4汽车悬架系统为例,对汽车平顺性以及振动能量回收效果进行了仿真分析;仿真结果表明,通过对无级变速器速比进行控制调节悬架系统阻尼,可以实现良好的汽车平顺性,并可实现车身振动能量的回收。     

汽车液压主动式车身电子控制系统研究

汽车液压主动式车身控制系统ABC是一种先进的主动式液压悬架及减振系统,能够承受更大的车身负荷和冲击,ABC系统使汽车的安全性、动力性和舒适性达到了驾驶者的最大需求,其应用具有很强的现实意义.     

液压伺服控制带材“跑偏”系统的模糊控制研究

带材的“跑偏”控制广泛应用于各类卷绕机构中，探索和研制“跑偏”控制系统不仅具有理论意义，而且具有实用价值笔者将模糊控制理论引入“跑偏”控制领域，主要介绍了液压伺服控制“跑偏”系统的模糊控制系统、模糊控制器的设计方法及控制软件的组成实验研究表明，这种方法响应快、精度高、实时性较好     

基于主动半主动混合控制的电磁混合悬架系统设计及试验研究

本文提出了一种采用主动-半主动混合控制的电磁混合悬架,并且具有3种工作模式,分别侧重于改善悬架的隔振性、轮胎接地性和综合性能.结合主动控制与半主动控制的优点,建立了主动-半主动混合控制系统.设计了LQG控制策略,并通过遗传算法确定了各模式下的加权系数.进行了仿真分析,结果表明：采用混合控制的电磁混合悬架相比电磁主动悬架,能够明显减少能量消耗,且控制效果与电磁主动悬架相差不大.最后进行了试验研究,试验结果与仿真结果较为一致,从而验证了电磁混合悬架系统结构的有效性和控制方法的正确性.