车辆悬架多刚体动力学分析及PID控制研究

以多刚体系统动力学的拉格朗日方法对车辆悬架进行研究，建立了基于多刚体系统动力学的主动悬架系统模型，并采用PID控制策略，进行了理论分析和计算机仿真。计算结果表明，构建的以多刚体系统动力学方法同PID控制策略相结合的车辆悬架系统性能良好，是一个行之有效的进行综合仿真和优化控制的系统。     

基于遗传算法和神经网络的车辆主动悬架控制技

采用遗传算法与神经网络相结合的控制策略,以四自由度车辆主动悬架半车模型为仿真对象,与传统的被动悬架进行控制性能比较.通过改变神经网络训练参数、遗传算法输入函数以及车速,对系统的响应特性进行了分析.结果表明车辆主动悬架控制策略可以减小车辆的振动,改善车辆行驶平顺性.     

基于SIMULINK的偏心叶片泵式主动悬架系统的设计与仿真分析

在普通齿轮齿条式被动悬架的基础上,采用偏心叶片泵设计制作了主动悬架系统,建立了车辆1/4模型,应用最优控制理论设计了主动控制器,基于MATLAB/Simulink建立系统模型进行仿真分析。结果表明,此偏心叶片泵式主动悬架对车辆行驶平顺性和乘坐舒适性的改善具有良好的效果,同时该悬架具有主动悬架的性能,且能量可以自给自足。     

基于PID-LQR主动悬架控制策略的车辆平顺性研究

为了进一步提高悬架系统的综合平顺性能,建立了主动悬架系统的单轮车辆模型,以路面不平度作为车辆系统的干扰信号。考虑到带有LQR控制器的主动悬架,加权系数的确定受人为影响较大,故在LQR控制器中加入一个PID控制器,形成PID-LQR控制器。通过MATLAB对LQR及PID-LQR控制器分别建立了系统的Simulink模型,运用遗传算法和单纯形法,对LQR中加权系数矩阵L、M以及PID控制器中的相关参数进行了优化,使悬架系统控制性能得到一定的提高。在同等情况下,与进行相同优化步骤的LQR控制器进行对比分析,得到两种悬架的平顺性性能差异。结果表明,相比传统的LQR主动悬架控制,所提出的PID-LQR悬架控制策略能在一定程度综合改善模型的平顺性能。     

基于ADAMS/Car和Simulink的主动悬架遗传模糊控制

利用ADAMS/Car软件建立了车辆多体动力学模型;基于遗传算法策略设计了主动悬架模糊控制器并通过Matlab编写了控制算法,基于ADAMS/Car和Matlab/Simulink对主动悬架系统进行联合仿真.通过随机路面输入和脉冲路面输入下的仿真结果分析,表明联合仿真的方法正确、可行,同时通过试验结果分析表明,该控制方法能够有效提高汽车的平顺性能.     

基于神经网络控制器的半主动悬架的研究

在对被动悬架存在的问题进行分析的基础上，建立了1／4车辆模型的半主动悬架的运动微分方程，设计出了基于神经网络辨识器NNI和神经网络控制器NNC的半主动悬架的神经网络控制器，通过仿真结果可看出基于神经网络控制器的半主动悬架比被动悬架具有更好的减振性能，能使车辆具有更好的平顺性。     

油气悬架动态力的识别

将BP神经网络应用于油气悬架动态力的识别，建立了带有油气悬架的1／4车辆系统动态模型，并根据车辆悬架系统模型建立了神经网络模型，利用油气悬架的输入、输出信息进行油气悬架动态力的识别，并与等效线性方法相比较，获得了比较满意的结果，为油气悬架的理论计算、设计及主动控制提供了一种参数识别的方法。     

基于模糊控制的汽车悬架系统性能研究

主动悬架系统的性能研究是车辆动力学与控制领域的前沿课题。以汽车悬架为研究对象,分析其动力学性能指标,建立动力学模型和状态空间模型。根据控制原理,将车身速度视为误差,加速度视为误差变化率,建立模糊控制器。采用MATLAB/SIMULINK软件,结合悬架的数学模型及模糊控制器进行仿真分析,比较主动悬架和被动悬架的性能指标。仿真结果表明模糊控制算法应用于主动悬架可以有效地抑制振动,且改善了汽车性能指标,能够满足汽车稳定性和舒适性的要求。     

基于预测控制的主动悬架与电动助力转向集成控制

通过建立主动悬架与电动助力转向集成控制模型，应用预测控制理论，进行了预测控制器的设计，并在Matlab／Simulink环境中进行仿真模拟。仿真结果表明：具有预测控制策略的主动悬架与电动助力转向集成系统不仅能明显改善车辆行驶平顺性，提高转向轻便性，并且对由路面输入引起的振动能够进行有效抑制，使车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性均有不同程度的提高。     

基于整车模型的地面车辆主动悬架控制

由一种过滤反馈信息控制方案和一种输入退耦变换技术整合而成的主动悬架控制方法,专为整车悬架系统而设计。通过内控制循环(乘坐控制器)对弹簧刚度系数和阻尼系数进行主动过滤,以及通过外控制循环(姿式控制器)对车辆垂直、纵倾或侧倾速度进行跳振减振,可以使高于或低于车轮频率模式的簧上质量(车身)运动得到抑制。内控制循环与外控制循环通过输入退耦变换进行耦合。主动悬架控制的性能已经通过仿真得到证实。     

基于联合仿真的主动悬架自适应模糊PID控制研究

利用ADAMS建立了1/4车辆主动悬架的机械模型,运用MATLAB设计了基于自适应模糊PID控制算法的主动悬架控制系统,通过ADAMS/Control模块与MATLAB的接口实现了基于车辆悬架多体模型的主动控制联合仿真.仿真结果表明,采用自适应模糊PID控制能取得很好的控制效果,与被动悬架相比显著地降低了车身加速度和轮胎动位移,大大提高了车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性.     

ADAMS和Matlab的EPS和整车系统的联合仿真

首先利用ADAMS软件建立带有电动助力转向系统（EPS）的整车多体动力学模型；然后在Matlab／Simulink环境中设计了PID控制的EPS系统，定义了与ADAMS／CAR环境下车辆模型的数据交换接口；最后，将设计的控制系统在ADAMS／CAR和Matlab／Simulink环境下通过输入输出接口进行联合仿真。几种行驶工况下的EPS及整车的动态特性计算结果，表明联合仿真方法是正确有效的，并为其在车辆工程中的实际应用提供了参考。     

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。     

车辆防抱制动系统与主动悬架联合控制

提出了车辆防抱制动系统与主动悬架联合控制的策略：法车辆制动时，主动悬架控制系统不再以乘坐舒适性为主要控制目标，而是作为调节轮胎法向反力变化的工具，使得轮胎法向反力在车轮滑移率达到最优时也达到最大值，从而获得最大地面制动力。结合7自由度非线性车辆模型，考虑轮胎动态特性的影响，利用基于滑模变结构控制理论联合控制策略进行了车辆制动模拟试验。试验结果表明，车辆采用防抱制动系统与主动悬架联合控制，在保证车辆制动稳定性的同时充分利用路面提供的最大附着系数，获取最大地面制动力，从而显著提高了车辆制动性能。     

基于四轮独立制动及整车模型的VSC系统仿真

利用ADAMS软件建立了具有四轮独立制动的整车多体动力学模型,在Matlab环境中设计了PI控制的车辆稳定性控制(VSC)系统,通过定义ADAMS与Matlab两种软件间的数据交换接口将设计的控制系统模型与整车模型相结合,对带有VSC系统的汽车进行了典型行驶工况下的仿真试验。研究结果为设计车辆动力学稳定性控制系统提供了一种有效的验证方法,弥补了现实物理试验条件的缺乏;并为VSC系统在车辆工程中的实际应用提供了一定参考。     

基于联合仿真的半主动悬架车辆行驶平顺性研究

为研究半主动悬架车辆行驶平顺性,利用SIMPACK软件建立了整车多体动力学模型,并在半主动悬架七自由度整车行驶动力学模型的基础上,应用Matlab/Simulink软件设计神经网络模型参考自适应控制算法,建立了一个半主动悬架控制策略研究的集成环境,利用该集成环境对磁流变阻尼器的半主动悬架车辆行驶平顺性进行联合仿真.仿真结果表明,与被动悬架相比,当汽车以60 km/h和120 km/h在C级路面上行驶时,车身垂向、俯仰、侧倾加速度均方根值分别下降了32.33%、28.09%、35.93%和41.56%、18.52%、22.97%.基于神经网络模型参考自适应控制的磁流变半主动悬架可以有效衰减车身的振动,改善车辆的行驶平顺性.     

基于路面激励的汽车操纵稳定性影响研究

悬架的动态特性对汽车操纵稳定性有着重要影响.基于MATLAB采用滤波白噪声法建立了随机路面激励时域模型,并通过路面高度历程分布特征对路面模型精度进行了验证.借助多体动力学软件ADAMS/Car建立了前麦弗逊悬架动态模型,通过动态台架试验与仿真分析相结合,重点分析了不同车速和路面等级下悬架动态响应,以轮胎动载荷作为悬架垂...     

基于多体模型的重型车辆对路面动载特性

利用SIMPACK软件分别建立重型车辆前悬架、后平衡悬架、转向系统和轮胎模型等,在此基础上建立重型载货汽车整车多体动力学模型,并采用谐波叠加法构建随机路面,建立了一个可考虑路面不平度的重型车辆对路面动载特性研究平台,利用该平台探讨了重型车辆轮胎三向动载荷与路面不平度、行驶速度的关系.仿真结果表明:前轴轮胎纵向动载荷小于中、后轴轮胎纵向动载荷,前轴轮胎侧向和法向动载荷大于中、后轴轮胎侧向和法向动载荷,中、后两轴轮胎动载荷相差很小;路面在A～D级、行驶速度为60～90 km/h时,前轴车轮法向动载系数大于中、后轴车轮法向动载系数,前轴轮胎法向作用力小于中、后轴轮胎法向作用力.