具有LQG控制器的主动悬架半车模型动力学分析与仿真

基于达朗贝尔原理建立半车主动悬架动力学模型,采用最优控制理论进行主动悬架LQG控制器设计.在Matlab/Simulink中建立对应的系统仿真模型,采用白噪声路面输入后进行该系统动态特性仿真,并将主、被动悬架特性进行对比分析.仿真结果表明,相对于被动悬架主动悬架性能有明显改善.     

车辆主动悬架舒适性的自抗扰控制

针对现有车辆主动悬架控制方法受模型精度影响较大的不足,提出汽车半车模型主动悬架的自抗扰控制方法,设计了主动悬架的自抗扰控制器。为验证自抗扰控制器的有效性,进行了随机路面输入试验,对比分析了自抗扰控制主动悬架、被动悬架以及LQG控制主动悬架的性能。相对于主动悬架常用控制方法,自抗扰控制器设计不需精确数学模型,干扰的抑制也不需扰动模型,控制方法简单。仿真试验结果表明,在所设计的控制器作用下,质心垂向加速度和前、后悬架动挠度均方根值分别下降39.2%,12.7%和14.9%;自抗扰控制器实现对主动悬架的控制,改善了车辆乘坐舒适性,且性能优于LQG控制。     

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。     

高速重载车辆主动油气悬架系统平顺性控制发展综述

主动油气悬架具有车身姿态和高度实时控制、阻尼、刚度参数实时调节,路面情况适应性好等特点,能使车辆在不同的运动状态或路面情况下始终保持良好的平顺性和操纵性能。随着计算机控制技术和电控技术的快速发展,以及人们对于乘车舒适性的要求愈来愈高,主动油气悬架在车辆上的应用需求日益增加,尤其是针对一些行驶路况较差、载重量大的高速重载底盘工程车辆,传统的被动油气悬架也难以满足其平顺性要求,采用主动油气悬架系统对车辆行驶的平顺性进行升级成为当前研究的热点。本文对车辆的主动油气悬架系统的原理及特点进行分析,以及对国内外高速重载车辆的主动油气悬架系统平顺性控制研究与应用现状进行总结和回顾,详细阐述了油气悬架进行主动控制常用的控制策略,最后对高速重载车辆的主动油气悬架系统技术的未来发展做出了展望。     

EHA汽车电控主动悬架的模糊控制试验

为了改善汽车的乘坐舒适性和行驶安全性,克服传统液压主动悬架结构复杂、可靠性低的不足,将目前航空航天领域先进的EHA(Electro-Hydrostatic Actuator)作动技术引入汽车主动悬架控制结构中.在分析电动静液压作动器EHA原理和悬架结构的基础上,建立了基于EHA的汽车主动悬架数学模型,设计了模糊控制算法.研制开发了EHA汽车主动悬架物理样机及试验系统,在模拟路面输入条件下进行了该主动悬架的台架试验.模型仿真表明,所设计的控制器是有效的,并将该模糊控制策略应用于EHA主动悬架样机试验中.试验结果表明,基于EHA的汽车主动悬架有效改善了汽车的平顺性和行驶安全性.     

基于最优控制的主动悬架控制器设计

通过建立1／4车辆模型动力学方程,应用最优控制理论进行车辆主动悬架LQG与PID控制器的设计,并在Matlab／Simulink环境中建立系统模型并进行仿真．将主动悬架与被动悬架的车身加速度、悬架动行程、轮胎动载荷3项指标进行了对比分析．仿真结果表明,具有LQG与PID控制器的主动悬架对车辆的振动舒适性的改善有良好的效果．     

用于汽车主动悬架的模糊控制器的研究

对用于汽车主动悬架的模糊控制器进行了研究,以阶跃函数和模拟路面时间历程为输入对汽车１／４主动悬架模型进行计算机仿真,并与被动悬架模型进行对比分析,结果表明：用该模糊控制器控制的主动悬架,汽车的舒适性和安全性都得到了明显改善,是一种较为理想的模糊控制器。     

车用电磁悬架能量转换特性的功率流分析方法

采用功率流的方法,对车用电磁悬架的馈能特性进行了分析。给出了馈能式电磁悬架的能量转换量及转换率的量化方法。解决了馈能式电磁悬架系统的能量量化问题。对馈能式主动电磁悬架系统、馈能式被动电磁悬架系统和最大馈能系统的馈能特性进行了比较。结果表明所设计的馈能系统具有以下特性:馈能式电磁悬架系统各部分的能量转换量在时间域上呈现出非线性特性;馈能式被动悬架系统的馈能特性优于馈能式主动悬架系统;馈能式主动悬架系统反馈的能量大于其消耗的能量,馈能式主动悬架系统可以实现自供能。     

汽车并联两级减振主动悬架控制器设计与仿真

汽车悬架系统连接车体与车轮,主要作用是减少冲量,传力和降低振动,合理设计悬架系统可以提高车辆的驾驶性能。以车辆的一个轮子为例,对车辆的并联两级减振主动悬架进行计算机数学模型的建立,利用二次线性拟合最优控制理论对主动悬架的LQG控制器进行设计,用Matlab/Simulink对模型仿真,利用仿真得到的数据结果,对并联两级减振主动悬架和单级减振主动悬架做了对比。实验结果表明:在车轮动载荷大致相同的条件下,设计的并联两级减振主动悬架降低了车体的垂直加速度,与单级减振主动悬架相比,其结果优化了约15%,较好地提高了车辆在行驶过程的平顺性。     

轮式铰接车辆悬架耦合模型问题的仿真

提出了轮式铰接车辆悬架主动控制中转弯时的动力学耦合模型,从耦合模型和仿真模型证明了轮式铰接车辆悬架三维方向存在耦合问题.同时从提高铰接车辆行驶速度评价,说明存在利用耦合效应进行悬架主动控制策略设计、构建通过悬架的单向作动控制策略、探讨最大限度减低三维方向车辆振动的可能性,即通过悬架单方向实时主动控制,达到抑制其他方向振动的目的.为轮式铰接车辆悬架实施主动控制的方法与策略提供了理论依据和方向.     

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.     

基于遗传算法的含时滞主动悬架离散系统最优控制

针对存在时滞的主动悬架离散系统控制问题,提出一种基于遗传算法的最优控制方法;在含时滞的二自由度1/4主动悬架动力学基础模型上,采用零阶保持器进行离散化,通过状态变量扩维标准化处理,建立隐含时滞的主动悬架离散系统一般描述模型;采用遗传算法优化控制系统中的加权矩阵,解决最优控制器权重主观性和优化速度缓慢对主动悬架控制性能的...     

车辆主动前轮转向与主动悬架的自抗扰控制方法

为实现主动前轮转向系统与主动悬架系统的集成及解耦控制,该文采用自抗扰方法对两个子系统进行集成控制,设计了主动前轮转向和主动悬架的自抗扰控制器,并进行了路面扰动输入下的双移线试验。研究了车辆的路径跟踪性能、转向路感、转向灵敏度和舒适性,对比分析了无控制、主动转向单独控制和主动悬架单独控制系统集成的控制特性。结果表明,自抗扰集成控制的主动前轮转向与主动悬架能同时改善转向性能指标和舒适性能指标,提高了车辆操纵稳定性和乘坐舒适性。自抗扰控制器设计无需精确数学模型,干扰抑制也无需扰动模型,控制方法简单,鲁棒性好,易实现转向、悬架及各悬架间的解耦控制。     

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。     

汽车主动悬架系统的渐近稳定自适应控制

给出了一种基于二自由度车辆模型的主动悬架系统的模型参考自适应控制（ＭＲＡＣ）策略，推导了主动悬架系统的ＭＲＡＣ实现理想模型跟踪所必须满足的Ｅｒｚｂｅｒｇｅｒ条件，应用Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论导出了在悬架参数变化时的渐近稳定自适应控制规律，并对主动悬架系统进行了仿真计算。结果表明，在悬架系统参数有较大变化时，采用ＭＲＡＣ策略的控制效果较采用一般控制策略的主动悬架为好。     

利用MATLAB的汽车主动悬架动力学仿真

基于主动悬架车辆1／4动力学模型，采用LQG最优调节器理论确定了主动悬架的最优控制方法，利用MATLAB软件建立了主动悬架汽车动力学仿真模型，并用某一车型数据进行了动力学分析和仿真．仿真输出量可作为评价主动悬架的控制方法和与平顺性有关的车辆结构参数的依据．     

递归对角神经网络算法在汽车主动悬架控制系统中的研究

考虑汽车主动悬架的控制效果,应用汽车系统动力学理论建立七自由度整车悬架模型;采用电磁阀式减振器技术方案,对主动悬架控制系统进行了总体方案设计;在递归对角神经网络算法的基础上构建了主动悬架控制器,利用遗传算法进行神经网络权值训练。Simulink和d SPACE实时硬件在环联合仿真结果表明:在间歇颠簸路面激励作用下,对车身垂向加速度、轮胎动行程所进行的仿真分析,以及对车辆座椅进行的振动分析,都说明该算法对主动悬架具有较明显的控制效果,较好地提高了行驶平顺性和操纵稳定性。     

基于作动器故障的整车主动悬架容错控制

针对7自由度整车模型中主动悬架作动器增益变化故障,基于控制律重组提出一种主动容错控制方法。建立主动悬架7自由度整车模型和故障悬架模型。设计鲁棒观测器,获得输出残差,实现主动悬架故障检测和作动器故障增益在线诊断。在LQG控制器和在线诊断基础上,基于控制律重组调整LQG控制律设计容错控制器,实现故障悬架主动容错控制。Matlab/Simulink仿真结果表明,基于控制律重组的主动容错控制能使汽车故障悬架舒适性指标经0.5~2 s时滞逐渐恢复至与无故障主动悬架性能相接近水平,消除作动器故障影响,提高整车悬架控制可靠性。     

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。     

主动悬架系统建模及力跟踪控制

以提高平顺性为目的,对主动悬架系统建模及力跟踪控制进行研究. 主动悬架控制结构由外环及内环两部分组成:外环根据车辆模型状态量及路面扰动情况计算最优控制力,内环体现系统作动器动力学特性,并对外环产生的最优控制力进行跟踪. 针对内环系统特点,建立油气主动悬架作动器线性化模型并运用PI控制算法控制跟踪误差;外环系统采用LQG控制输出最优控制力. 仿真结果表明,与被动悬架相比,采用力跟踪方式的主动悬架系统能够有效改善车辆平顺性,并能够较好跟踪外环控制产生的最优控制力.