车辆半主动悬架动力学分析及模糊PID控制仿真

首先建立4自由度1/2车体动力学模型,针对车辆悬架为非线性、时滞、不确定系统,设计了半主动悬架的参数自整定模糊PID控制器,实现PID参数在线修正的功能,并以C级路面作为输入信号,运用Matlab/Simulink控制仿真软件对该半主动悬架模型各平顺性指标进行计算机仿真,结果表明,模糊PID控制的半主动悬架与被动悬架和模糊控制的半主动悬架相比在对车身垂直加速度、俯仰角加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷等平顺性指标都有较大的改善,验证了模糊PID控制具有较好的自适应能力。     

基于磁流变减振器的汽车半主动悬架最优控制性能仿真分析

应用Matlab/Simulink软件,以某型号皮卡车为对象建立1/4车辆悬架模型,以簧上质量垂直方向的加速度均方根值和轮胎动载荷为控制目标,以悬架动行程为约束量,对由磁流变减振器构成的汽车半主动悬架,利用最优控制方法进行了控制性能仿真。各种不同工况的仿真结果表明,最优控制器具有较好的控制效果和适应性,可以提高汽车行驶平顺性和操纵稳定性。     

磁流变减振器半主动悬架的Fuzzy-PID开关切换控制

提出了一种Fuzzy-PID混合控制的控制策略——Fuzzy-PID开关切换控制，用于车辆半主动悬架的控制。通过与Fuzzy控制策略比较，得出其控制的基于磁流变减振器的半主动悬架系统在减小簧载质量加速度和悬架动挠度方面具有更好的效果，具有鲁棒性强、超调量小、抗干扰等特点。     

基于修正模糊控制器的半主动悬架仿真研究

通过MATLAB软件建立基于二自由度半主动悬架动力学仿真模型,计算簧载质量速度及其变化率作为主动悬架控制的输入量。半主动悬架采用带修正因子模糊控制器,用加权系数分别控制簧载质量速度与加速度所占模糊控制器输入的比重,其中加权系数采用簧载质量速度进行修正调节。计算结果表明:采用带修正因子模糊控制器在各不同车速阶段对改善悬架的总体性能有明显作用,车身垂直加速度、悬架动行程、俯轮胎动行程在低速阶段改善突出,性能分别提升33.8%、20.0%、7.5%。     

模糊控制的半主动空气悬架

首先搭建了空气悬架1/4车辆模型试验台,通过比较悬架3个性能指标的试验和仿真,其结果基本吻合,说明建立的1/4车辆模型是正确的。然后建立1/4半主动空气悬架的模糊控制模型,并对其进行仿真分析,结果表明模糊控制的半主动空气悬架在提高车辆乘坐舒适性和降低轮胎动载荷方面效果明显。     

应用于半主动悬架信号处理的电路设计及测试

悬架作为汽车主要构成之一,对车辆行驶舒适性和安全性起着重要的作用,半主动悬架的出现更是大大提高悬架对于不同工况的适应性。簧载及非簧载质量垂直速度信号的获取作为半主动悬架控制的初始参数,将直接影响控制效果。本研究目的是获取簧载及非簧载质量的垂直速度,通过分析并设计了积分滤波电路,实现了由加速度到速度的获取,并基于1/4车辆模型和dSPACE系统,进行信号处理电路的硬件在环测试标定,验证了信号处理电路的有效性。     

基于修正模糊控制器的麦弗逊悬架联合仿真研究

通过实验测出磁流变阻尼器在不同电流作用下的力与速度关系的阻尼系数特征数据,将阻尼数据导入到麦弗逊悬架多体动力学模型中模拟真实悬架的工作状态,计算簧载质量速度及其变化率作为半主动悬架控制的输出量;半主动悬架采用带修正因子的模糊控制器,用加权系数分别控制簧载质量速度与加速度所占模糊控制器输入的比重,其中加权系数采用簧载质量速度进行修正调节;在MATLAB搭建悬架系统联合仿真模型,计算结果表明:带修正因子的模糊控制器在各不同车速阶段对提升悬挂性能有明显作用,车身垂直方向加速度、悬架动行程、轮胎动位移在低频阶段改善突出,提升整车在不同车速范围内乘坐舒适特性。     

基于Simulink的汽车悬架系统建模与性能评价研究

为研究汽车悬架的舒适性与操控稳定性之间的联系,引入簧载质量加速度、悬架动挠度以及轮胎动载荷这3个指标,用于评价汽车悬架减振效果,并在Simulink软件里建立了1/4汽车被动悬架模型,仿真分析了不同悬架参数设置下汽车被动悬架这3项指标的幅频响应。结果表明,同一评价指标在不同频段的效果各不相同,被动悬架无法兼顾汽车行驶的舒适性与操纵稳定性。     

阻尼模糊控制在车辆半主动悬架中的应用

建立了4自由度1／2车辆半主动悬架模型及其状态方程。提出了一种半主动悬架阻尼模糊控制方法，它采用两个并行的模糊控制器，分别输入前、后轴3个输入量，即车身加速度、车身与车轴间的加速度差及速度差，输出前、后轴的可调阻尼控制悬架。设计了模糊控制规则，通过计算机仿真验证了这种控制算法的有效性，并证明半主动悬架与被动悬架相比能显著改善悬架综合性能。     

基于电磁阀减振器的1/4车辆半主动悬架非线性控制

在电磁阀减振器力-速度特性试验基础上,针对电磁阀减振器1/4车辆半主动悬架非线性特性和电磁阀减振器可调阻尼力输出饱和特性,提出一种基于输入饱和的滑模控制策略。建立半主动悬架1/4车辆非线性模型和输入简化的悬架参考模型。设计半主动悬架1/4车辆非线性模型滑模控制器,同时考虑电磁阀减振器阻尼力存在的输出饱和特性,设计辅助分析系统,以控制补偿信号对滑模控制器进行饱和补偿。Matlab/Simulink仿真与台架试验结果表明:设计的输入饱和滑模控制器能有效消除电磁阀减振器输出饱和特性影响,使电磁阀减振器半主动悬架车身垂向加速度、悬架动挠度等性能指标很好地跟踪或接近悬架参考模型理想输出,优化电磁阀减振器半主动悬架非线性控制与设计,有效改善车辆乘坐舒适性。     

车辆主动悬架的LMS自适应模糊控制

以车辆操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标，确定车辆系统的簧上质量加速度、车轮动载荷、悬架动挠度为具体评价参数。根据路面一车辆系统的非线性特点，提出一种LMS自适应模糊控制算法，其模糊控制规则表可以用解析的方法进行计算。针对简化的车辆模型，在以路面信号作为激励源的仿真研究中，该算法对非线性较强的车辆悬架系统的振动控制具有较好的适应性。     

汽车磁流变半主动悬架系统设计与试验

为了提高汽车的平顺性和行驶稳定性,设计了一种安装双出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架系统。在分析传统的磁流变减振器力学模型的基础上,提出了一种改进的磁流变减振器多项式模型,建立了基于磁流变减振器的半主动悬架系统动力学模型;设计了磁流变减振器物理样机,进行了磁流变减振器的力学特性试验,获得该磁流变减振器的示功特性和速度特性曲线,并利用试验结果进行了模型参数识别与模型验证。考虑时滞对悬架系统的影响,计算了该磁流变半主动悬架的临界时滞,采用Smith预估时滞补偿控制策略,设计了磁流变半主动悬架模糊时滞控制器;利用Matlab软件进行了磁流变半主动悬架时滞补偿控制仿真对比分析;研制了汽车半主动悬架测试系统,开展了磁流变半主动悬架控制台架试验。仿真与试验结果表明,所研制的磁流变减振器耗能效果良好,控制灵敏;试验建模所获得的改进型磁流变减振器多项式力学模型是正确的。与被动悬架相比,在正弦激励和随机路面谱输入下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度下降30%左右,减振效果明显。     

半主动空气悬架的模糊神经控制仿真分析

以空气悬架客车1/4车辆模型为控制对象,设计了模糊神经控制器,以簧载质量垂直方向振动加速度均方根为控制指标,以车速50,120 km/h标准B级路面和标准C级路面为随机输入,利用MATLAB软件对模型进行了控制仿真分析。结果表明,模糊神经控制器对车辆的行驶平顺性和操纵稳定性均有明显的改善。     

车辆空气悬架PID控制系统的研究

为了提高车辆的乘坐舒适性和改善操纵稳定性,以电子控制空气悬架为研究对象,应用PID控制理论,研制了调节空气弹簧刚度的可编程控制器(PLC),并设计了相应的控制程序。该控制器以空气悬架的刚度作为控制量,选取簧上质量垂直振动加速度均方根值为目标量,建立了1/4车辆悬架PID控制仿真模型,对PID控制系统进行仿真。仿真分析表明,PID控制算法可以改善汽车的行驶平顺性,对空气悬架的控制是可行且有效的。     

混合悬架半主动控制器设计与试验

为改善传统被动悬架的动力学性能,回收悬架振动能量,设计了一种半主动混合悬架系统。建立1/4车动力学方程,分别研究馈能回路处于Boost模式和Buck模式时馈能回路内电流的变化情况,并分析MOS管占空比对直线电动机电磁阻尼力的影响。在此基础上,引入基于天棚和地棚混合控制的半主动控制策略。提出半主动控制参考力的概念,并运用粒子群算法确定其最优控制参数。通过对不同工作模式下电路电流的追踪,达到对电动机电磁阻尼力实时控制的目的。接着运用Simulink仿真搭建混合悬架系统模型,分别进行动力学性能、馈能性能以及电流跟踪控制效果对比。仿真结果表明,半主动混合悬架能够在改善车辆动力学性能的同时回收部分振动能量,所设计的半主动控制器对电流有较好的控制效果。最后,进行台架试验,通过对比试验结果验证了仿真结果的正确性。