半主动悬架研究

介绍国内外车辆悬架半主动控制研究的最新进展。阐述半主动悬架技术的产生背景，分析设计与优化过程中所用到的车辆模型和评价指标；结合国内外研究成果，对半主动悬架的控制方法和可调节减振器，作了较为详细的回顾和总结；列举出几种应用最广泛的半主动悬架控制方法并分析各自的优劣势，指出不同的控制方法相互结合可以达到更好的优化控制效果；阐述不同种类可调节减振器的工作原理；最后探讨半主动悬架发展的趋势，为车辆悬架半主动控制的进一步研究提供参考。     

汽车阻尼可调半主动悬架混杂模型预测控制

为协调汽车阻尼连续可调半主动悬架舒适性和操稳性之间的矛盾,并考虑减振器阻尼力须满足的非线性约束条件,研究了一种适用于半主动悬架的混杂模型预测控制方法,包括建立半主动悬架单轮车辆模型,提出综合描述舒适性和操稳性的悬架优化控制目标函数及半主动悬架须满足的非线性约束条件。利用混合逻辑动态建模方法描述半主动悬架混杂系统模型,基于模型预测控制理论研究半主动悬架混杂系统的有限时域优化控制问题。为便于问题求解,将非线性约束优化问题转化为包含实值变量和二值变量的混合整数二次规划问题,并借助分支定界算法进行求解。在随机路面和正弦波突起路面进行仿真验证后表明,所提混杂模型预测方法明显优于被动悬架和传统线性二次型调节器算法,能有效提高阻尼可调半主动悬架的综合性能,并在不同的路面输入激励和车速下均能取得较好的控制效果。     

基于磁流变材料的汽车悬架半主动控制

结合磁流变液和磁流变弹性体的特性,提出了一种能同时调节刚度和阻尼的汽车半主动悬架系统及其控制策略。首先设计该悬架的大体结构并说明其工作原理,然后建立半主动悬架的控制模型,最后基于李亚普洛夫稳定性理论设计该悬架的半主动控制策略。仿真结果表明,所设计的半主动控制算法可以有效地抑制车身振动,且悬架动挠度保持在一定的范围内。此外,该策略实现了系统与参考模型的速度差和位移差同时为零的突破。     

基于T-S模糊模型的半主动悬架非线性控制方法

建立1/2车四自由度半主动悬架的T-S模糊模型,将其描述成多个局部线性系统的组合.运用并行分布补偿方法设计各个子系统的状态反馈控制器,通过求解线性矩阵不等式族等方法获得控制器参数,验证T-S模糊模型的有效性和闭环系统的稳定性.仿真结果表明,采用本文控制方法设计的半主动悬架与被动悬架相比,系统振动能快速衰减,趋于稳定速度更快.     

履带车辆半主动油气悬架最佳阻尼匹配

为实现不同行驶工况下半主动油气悬架最佳阻尼的匹配,建立了匹配目标和约束条件。基于多系统联合仿真方法,构建了动力学、液压、控制及道路等模型;并验证了模型的合理性。仿真分析了比例节流阀节流面积对行驶平顺性、悬架动行程及发热功率的影响,得出了使驾驶员处振动最小的最佳阻尼参数。分析表明该值随路况恶化、车速增加而减小,为保证车辆最佳的行驶平顺性,需要设计更大的悬架动行程和散热功率。研究结论为履带车辆半主动油气悬架结构改进及阻尼优化控制提供了依据。     

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。     

轿车半主动悬架系统模糊控制

为了实现汽车操纵稳定性和乘坐舒适性,本文对轿车半主动悬架系统进行研究.建立了1/4轿车二自由度悬架数学模型,并推导出悬架动力学方程和状态方程.接着设计出适用于半主动悬架系统的模糊逻辑控制,将该控制策略应用到半主动悬架中,并与被动悬架的车身加速度、轮胎动载荷、悬架动挠度性能指标进行对比.仿真结果表明半主动悬架系统比传统的被动悬架具有更好的减振性能,同时说明该控制策略的可行,可以有效地提高车辆行驶的平稳性和乘坐舒适性.     

基于辨识模型的半主动悬架控制策略研究

依据悬架实体在ADMAS中建立1/4悬架模型并采用遗传算法辨识模型参数,得到了一个更能真实反映悬架性能的简化辨识模型.在此简化辨识模型的基础上分析了几种基于天棚阻尼原理的控制方法的特点,提出了一种基于免疫优化的混合阻尼半主动控制方法.仿真结果表明,基于免疫优化的混合阻尼半主动控制方法能够改善被动悬架的性能;在一定控制指标下,混合阻尼控制对被动悬架性能的改善优于天棚阻尼控制和地棚阻尼控制.     

基于电液比例阀减振器半主动悬架系统的研究

为提高汽车的平顺性和操纵稳定性,设计了以电液比例阀半主动减振器为控制对象,采用自适应神经网络控制方法的半主动悬架系统。在对电液比例阀减振器阻尼力变化规律进行分析的基础上,建立了基于电液比例阀减振器的半主动悬架模型,采用神经网络自适应控制方法对模型进行了研究。路面输入采用积分白噪声模拟B级路面谱,以簧载质量垂向加速度、悬架动行程以及轮胎动载荷作为评价指标。利用Matlab/Simulink工具箱进行仿真,结果表明,设计的半主动悬架与被动悬架相比,其平顺性与稳定性均得到了良好的改善。     

机车悬挂半主动变结构控制仿真研究

针对机车横向稳定性控制问题,对带有磁流变阻尼器的机车车辆横向半主动悬架系统设计一种变结构控制器。运用Matlab/Simulink软件平台,对无控制作用悬架系统与变结构控制悬架系统进行对比仿真,仿真结果表明,变结构控制下的机车半主动悬架系统具有良好的减振效果。     

基于蚁群优化的ESP控制算法仿真

为了加快ESP系统的响应时间,提高车辆的稳定性,采用模糊控制理论对车辆ESP系统进行反馈控制.建立了八自由度四轮整车模型与Gim轮胎模型,并在具有较好的灵活性、鲁棒性的模糊PID控制器的基础上引入了蚁群算法,设计了基于蚁群优化的模糊PID控制系统的结构与计算方法,从而达到对参数kp,ki,kd的优化设计,同时利用Sim...     

车辆悬挂系统的可控性与可观测性

车辆的行驶平顺性是车辆的一个重要性能指标,反映了车辆的乘坐舒适程度悬挂系统性能的好坏直接影响了车辆行驶平顺性传统的被动悬挂在提高车辆行驶平顺性方面已受到很大限制为了进一步提高车辆的行驶平顺性,近年来人们开展了对非被动悬挂的研究,用电子控制方法提高车辆悬挂系统的性能本文从建立车辆系统二自由度四分之一模型着手,用现代控制理论中的状态空间法对车辆悬挂系统的可控性与可观测性进行了分析,以国产ＢＪ６６３旅行车悬挂系统的参数为例,得出了该车悬挂系统是既可控又可观测的结论由于车辆悬挂系统是既可控又可观测的,因而可以对车辆悬挂系统进行最优控制为非被动悬挂的研究、设计提供了理论依据     

小型航行体鲁棒动态逆姿态控制

针对小型航行体在复杂水流环境下航行时姿态模型具有强耦合、高度非线性和不确定性等特点,在不忽略各通道间耦合作用的条件下,提出了小型航行体鲁棒动态逆姿态控制方法.采用动态逆控制方法对航行体姿态模型进行解耦和线性化,进而由滑模变结构控制方法解决了控制系统对参数摄动和系统建模的不确定性敏感的问题,并应用李亚普诺夫理论证明了控制系统的稳定性.仿真结果表明,本文设计的鲁棒动态逆姿态控制方法不仅能够满足小型航行体的技术性能要求,且具有较强的适应性和鲁棒性.      

QFT在水下潜器控制系统设计中的应用

分析和总结了定量反馈理论（ＱＦＴ）的基本原理和设计步骤,并应用该理论对水下潜器的控制系统进行了设计研究．研究发现,ＱＦＴ能够很好地解决水下潜器由于模型参数具有不确定性而造成的控制系统鲁棒性设计问题,并从工程应用角度为水下潜器提供了一种鲁棒控制设计方案．仿真结果及与一般控制方案比较表明,用这种理论方法设计的控制系统不仅控制效果良好,而且有较强的工程应用价值     

基于转向响应特性的智能车辆轨迹跟踪双闭环控制

智能车辆轨迹跟踪的准确性与鲁棒性是车辆运动控制性能的重要表征,基于路径预瞄信息的跟踪控制研究使车辆性能显著提升. 然而,车辆转向系统响应不足给车辆实时准确的基于预瞄信息跟踪参考轨迹带来挑战. 针对此问题,实时引入转向系统状态建立双闭环轨迹跟踪控制结构,保证智能车辆轨迹跟踪控制算法对转向系统响应不足的鲁棒性. 具体结构外环基于预瞄信息使用模型预测控制求解最优转向角,内环基于转向状态误差使用PID方法设计反馈控制律以补偿转向响应不足. 双闭环结构耦合控制输入保证了车辆鲁棒最优跟踪控制. 最后通过Carsim与Simulink联合仿真,验证了该双闭环控制结构的有效性.      

智能汽车电子真空助力器设计

为优化智能汽车电子真空助力器系统设计, 达到满足智能汽车的自适应巡航控制系统、自动紧急刹车系统的制动性能和控制性能的应用要求。利用AMESim 一维仿真软件分析汽车电子助力器主动控制匹配参数及ANSYS workbench 软件匹配电磁阀结构参数, 给出了电磁阀行程、驱动电参数和线圈参数等关键设计参数的匹配方法。该方法满足智能汽车的自适应巡航控制系统、自动紧急刹车系统的应用要求, 为提高EVB(Electronic Vacuum Booster)系统智能车辆制动控制的可靠性和舒适性提供借鉴参考。     

基于逻辑门限控制的汽车ABS仿真分析

为了提高制动稳定性,结合汽车ABS控制原理在MATLAB/Simulink环境下采用逻辑门限控制方式建立ABS液压控制模型,以车轮滑动率和车轮角速度作为逻辑门限参数,设定门限值,通过液压调节装置实时控制制动力的大小,防止制动时车轮抱死拖滑。为验证设计效果,同时搭建未装ABS系统的单轮汽车控制模型,在相同制动条件下进行仿真分析。结果表明:采用逻辑门限控制方式的汽车模型具有较好的实时性,制动时ABS系统可以使车轮滑动率一直维持在20%左右;与未装ABS系统的单轮汽车模型相比,制动距离缩短了13.02%。     

混联汽车悬架系统减振性能分析与优化

为进一步改善汽车悬架的减振性能,对汽车悬架结构及参数进行优化设计.基于机电相似理论,提出一种含有弹簧、阻尼器、惯容器的混联汽车悬架结构,运用多目标遗传算法对汽车悬架减振系统进行参数优化.通过求解动力学方程,在时域内分析了路面脉冲激励下汽车悬架减振系统的振动响应,在频域内分析了参数优化对混联汽车悬架减振性能的影响.研究结果表明,相比于传统汽车悬架,本文所提出的混联汽车悬架结构能够有效降低汽车减振系统的共振峰值,改善汽车悬架的减振性能;相比于初始设计参数,运用多目标遗传算法得到的参数进一步提升了汽车悬架的减振性能.     

车身后部结构气动性能自动优化及其工程应用

车身后部结构特征对整车的空气动力学性能有重要的影响。为研究车身后部各结构变化对轿车尾部流场的影响规律及各设计变量之间的相关性,并在此基础上对车身后部结构参数进行优化,以提高轿车的空气动力学性能。通过运用网格自适应方法和集成仿真软件STAR CCM+进行试验设计;并建立近似模型探索以整车气动性能为目标的车身后部各结构参数的最佳组合。结果表明:与传统车身优化方法相比,运用网格自适应方法、试验设计方法和近似模型相结合进行车身优化,大幅度减少了车身优化的时间,且优化效果良好。优化车身后部结构参数,能明显改善尾部流场结构,提高整车的气动特性。     

搅拌运输车罐内流体质心动态变化影响分析

利用FLOW3D软件对搅拌筒内自密实混凝土流体的流变参数进行了仿真验证,并利用标定后的流变参数对自密实混凝土流体在搅拌筒内的流动状态进行仿真,得到了流体的运动状态及其质心位移与侧向加速度变化结果。利用仿真结果,通过数值计算与有限元分析的方法,分析了混凝土流体搅拌时流体质心的动态变化对搅拌运输车侧翻稳定性,及主副车架受力的影响。综合分析结果,找出整车结构的不足,为提高整车侧翻稳定性、主副车架结构的优化设计以及设定车辆侧翻预警系统的临界阈值提供了更准确的依据。