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。     

汽车制动舒适性控制研究综述

随着汽车自动化水平不断提高,悬架、制动等系统可以主动调节作用力,使汽车制动舒适性成为一个重要的研究课题。回顾了车辆乘坐舒适性问题,重点关注在制动工况下的乘坐舒适性。制动舒适性是指车辆在制动时因车辆纵向动力学变化所引起的驾乘人员的不适。从影响因素、控制结构、研究方法等方面对乘坐舒适性问题进行了综述和对比分析;悬架系统、制动系统是影响乘坐舒适性的关键因素,通过对制动过程的解构得出,频域有着十分重要的影响;结合自动驾驶技术的快速发展的背景,分析了典型工况下的乘坐舒适性;总结了现有研究存在的不足,最后对乘坐舒适性的发展趋势进行了展望。     

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。     

深海船舶动力定位的动态面复合自抗扰控制

以自抗扰控制为基础,针对其非线性状态误差反馈控制律和扩张状态观测器分别引入动态面控制及线性自抗扰控制思想进行适应性改造,设计出一种运用于船舶动力定位的动态面复合自抗扰控制器。改进的非线性状态误差反馈控制律是为了提高系统对扰动的估计能力,线性扩张状态观测器是为了在估计扰动的同时对参数的选取进行简化。仿真结果表明,改进后的动态面复合自抗扰控制器有更好的抗干扰能力,对目标值的调节时间更快,鲁棒性更强,提升了船舶动力定位的精准度。     

汽车主动悬架控制方法的现状与发展

主动控制悬架可使汽车乘坐舒适和操纵安全性同时得到改善,介绍了国内外外汽车主动悬架系统的现状及发展,重点介绍了几种常用的控制方法。     

9自由度主动悬架平顺性研究

基于汽车系统动力学理论,利用拉格朗日定理,推导设备-车-路耦合的9自由度主动悬架动力学方程,采用滤波白噪音作为左右车轮随机路面不平度激励,根据最优控制原理设计LQR控制器,建立主动悬架控制仿真模型.采用自适应粒子群算法优化加权系数Q,将主动悬架的设备加速度等性能参数均方根值与被动悬架进行对比分析.仿真结果表明:采用自适应粒子群算法优化LQR控制方法,能够显著改善车辆平顺性,保护车载设备可靠性.      

采用人群搜索算法的汽车半主动悬架LQG控制

针对某款乘用车的悬架系统,建立1/4车辆2自由度半主动悬架动力学模型,并对模型的输出指标进行加权处理,得到性能指标函数.鉴于性能指标函数中各权重不易确定的特点,运用人群搜索算法对函数各权重进行寻优,并采用线性二次高斯(LQG)最优控制算法对悬架的阻尼力进行控制.最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,对悬架的性能进行仿真分析.结果表明:采用基于人群搜索算法的LQG控制能够较好地减小车身加速度(BA)、悬架动挠度(SWS)及轮胎动变形(DTD),有效地改善车辆的平顺性和乘坐舒适性.     

车辆主动悬架系统的非线性H∞控制

针对实际车辆悬架系统使用的弹性元件和阻尼元件的非线性不确定特性,建立1/4汽车悬架系统模型,提出一种基于线性矩阵不等式的非线性H∞鲁棒控制策略,最优控制车身的垂直加速度、轮胎变形量、悬架动扰度3个系统性能参数,保证了闭环控制系统在随机干扰下的稳定性.仿真结果显示了该方法的有效性,大大地提高了驾乘汽车的舒适性和安全性.     

车辆主动悬架的自适应控制研究

为了提高车辆主动悬架系统的性能,改善车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。采用具有在线辨识的最小方差瞬息万变校正调节器,通过对主动悬架实体装置的台架实验研究,使自适应控制器在不同激励信号作用下,都具有很好抑制车体振动的特点,在车辆主动悬架系统中,自适应控制具有设计新颖,实用性强,特别对减振效果要求高的车辆,更能发挥其优点。     

基于径向基神经网络的主动前轮转向自抗扰控制

为研究复杂环境下车辆主动前轮转向系统(active front wheel steering,AFS)的稳定性问题,提出一种基于径向基神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)的主动前轮转向自抗扰控制(auto disturbance rejection contr...     

整车主动悬架平顺性时域仿真与优化

为消除剧烈振动给车辆行驶平顺性与稳定性带来的不良影响,利用拉格朗日法建立路面-车耦合的17自由度动力学方程;通过线性滤波白噪声法,建立路面不平度激励的时域模型;根据现代控制理论建立悬架系统多输入多输出的状态方程.利用线性二次型高斯控制理论设计主动悬架控制器,通过粒子群算法（PSO）对控制器的加权参数进行优化.仿真结果表明:车辆平顺性在主动悬架系统的控制下得到了较大的提升,同时车辆的操纵稳定性、结构稳定性均有所改进,车辆的综合性能有了全面的提高.      

2级串联型ISD悬架频响特性分析与试验

基于"惯容-弹簧-阻尼"机械系统与"电容-电感-电阻"电子系统之间严格的对应相似关系,根据级联滤波的基本原理,以并联的弹簧和阻尼元件为第1级,并联的惯容器、弹簧和阻尼元件为第2级,提出了一种2级串联型"惯容-弹簧-阻尼"(ISD)车辆悬架.应用机械阻抗法建立悬架的1/4车辆模型,对悬架系统频响特性进行了仿真分析,设计了齿轮齿条惯容器装置及悬架原理样机,进行了悬架频域性能台架试验.结果表明:与传统悬架相比,2级串联型"惯容-弹簧-阻尼"车辆悬架具有良好的低频频响特性,使车身共振频率从1.3 Hz降到了0.8 Hz,车身加速度、轮胎动载荷及悬架动行程3者增益的低频共振峰值分别减小了52%,50%,15%,有效抑制了车身共振,提高了车辆的乘坐舒适性.     

主动悬架的遗传算法优化LQR控制策略研究

为了提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性,本文提出了一种基于遗传算法的线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制,求解最佳权重矩阵参数的方法。此控制算法克服了传统的LQR控制方法中,由经验主观性确定的权重矩阵Q和R的缺点,使其达到最优的控制效果。本文首先建立了1/4车辆主动悬架模型和道路输入模型,并将遗传算法优化的LQR控制器应用于主动悬架系统中。以主动悬架作为被控对象,车身垂向加速度、悬架弹簧动挠度以及轮胎动位移作为评价指标,通过仿真分析,相比被动控制和LQR控制的主动悬架系统,此优化算法可以显著减小车身垂向加速度与悬架弹簧动挠度,而轮胎动位移的影响不大,从而验证了控制策略的有效性。     

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.     

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．     

一类边界带有不确定干扰的一维波动方程的输出反馈镇定

文章采用自抗扰控制技术研究了一类控制端带有不确定干扰的一维波动方程的输出反馈稳定性。设计了一个全新的局部测量输出,减少了观测的区间长度,增加了观测的实用性。证明了如果未知干扰的导数是有界的,则自抗扰控制策略是非常有效的。     

考虑车架柔性的 6 ×4 商用车平顺性仿真

为了在初始设计阶段预测车辆平顺性、优化设计方案,建立考虑车架柔性的6 ×4商用车半车振动模型,进行随机输入行驶模拟试验,分析了车架弯曲、驾驶室悬置、发动机悬置及座椅悬置对整车平顺性的影响． 利用假设模态方法建立车架弯曲模型,分析了车架柔性对整车平顺性的影响． 通过灵敏度分析评价车辆主要参数对平顺性的影响,最后用模拟退火粒子群优化算法进行悬架和驾驶室悬置参数的优化匹配． 仿真结果表明,前轴的悬架刚度和车架的第一阶弯曲振动对整车平顺性的影响很大,驾驶室悬置和座椅悬置对平顺性的贡献量最大．