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%。     

车辆半主动悬架新型控制算法的研究

车辆1/4悬架模型不能反映车辆的俯仰情况,且一般控制算法多以簧载质量加速度作为反馈,具有一定的局限性。为更好地改善悬架性能,本文建立了车辆1/2半主动悬架4自由度模型,针对悬架为一非线性、有时滞、不确定系统,提出了一种新型控制算法(在模糊控制的基础上引入PID控制),且在MATLAB中分别进行了时域和频域仿真,并就簧载质量加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷与被动悬架、模糊控制半主动悬架进行比较。结果表明,该算法对簧载质量加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷的改善非常有效,对车辆悬架的控制和开发具有较大的参考价值。     

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。     

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。     

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。     

车辆惯容器-弹簧-阻尼器半主动悬架模糊控制

为了研究惯容器-弹簧-阻尼器(ISD)半主动悬架系统对汽车平顺性和安全性的影响,建立了2自由度车辆ISD半主动悬架模型,采用模糊控制策略,以车身垂直加速度及车身垂直加速度变化率作为模糊控制器的输入信号对ISD半主动悬架系统进行了仿真分析。在此基础上,设计开发了基于dSPACE的半主动悬架模糊控制系统,并进行了台架试验研究,分析了ISD半主动悬架系统在不同车速下对随机输入路面的相应。仿真结果和台架试验结果基本吻合,结果表明：所建立的ISD半主动悬架数学模型正确,采用模糊控制的ISD半主动悬架系统在减少振动,提高汽车行驶平顺性方面要优于ISD悬架。     

基于模糊鲁棒控制的车辆半主动悬架性能分析

半主动悬架控制系统是双线性系统,直接求解H∞控制器有困难,提出将鲁棒控制与模糊控制相结合的控制方法,用阻尼力代替阻尼作为H∞控制器的输出,简化了H∞控制器的求解,并对带H∞控制器半主动悬架的幅频特性与被动悬架的幅频特性进行了比较分析。对H∞控制器输出的力,通过模糊控制器来确定并选择可调阻尼减振器的阻尼,实现了半主动悬架的阻尼有级可调。通过计算机仿真,验证了模糊鲁棒控制算法的有效性。     

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。     

基于层次分析法的汽车半主动悬架LQG控制研究

建立了考虑座椅的五自由度车辆动力学模型,应用最优控制理论设计了车辆半主动悬架的LQG控制器。以座椅加速度、车体加速度、车体俯仰角加速度、前后悬架动行程及前后轮胎动位移等作为评价指标,采用层次分析法(AHP)确定了各指标的加权系数。利用MATLAB/Simulink搭建车辆仿真模型,分别在A级路面90 km/h和B级路面60 km/h两种工况下验证LQG控制的有效性。结果表明:与被动悬架相比,采用LQG控制器的半主动悬架能有效地减缓车辆的振动,改善车辆的乘坐舒适性与行驶平顺性。基于层次分析法确定加权系数的LQG控制器使车辆半主动悬架对工况的适应性较好,具有良好的应用前景。     

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。     

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。     

车辆电动静液压半主动悬架设计与馈能研究

为了实现车辆悬架的减振控制及振动能量回收,提出并设计了一种基于电动静液压作动器(EHA)的车辆半主动馈能悬架结构。建立了2自由度半主动悬架力学模型以及EHA作动器的数学模型;设计了EHA作动器,进行了电机特性试验和EHA作动器的馈能试验;设计了EHA半主动悬架最优控制和能量管理控制策略,利用AMESim与Matlab/Simulink软件对EHA半主动悬架动态性能和能量回馈进行了仿真;设计了EHA半主动悬架试验测试系统,开展了EHA半主动悬架控制台架试验。仿真与试验结果表明,提出的EHA作动器馈能效果较好,馈能效率平均为50%左右;与被动悬架相比,在正弦激励和随机路面谱输入下EHA半主动悬架的簧载质量加速度下降20%左右,减振效果明显。     

车辆半主动悬架控制器的设计与研究

根据半主动悬架系统的研究现状,设计了嵌入式智能控制器,采用模糊神经网络控制算法,调节车辆半主动悬架系统阻尼系数,在8位单片机上实现了该算法,并且在实验室进行了台架试验,试验结果表明,所设计的控制器可以满足半主动悬架控制系统的要求.     

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。     

阻尼非线性半主动悬架的建模与控制

基于可调阻尼减振器的试验结果,拟合了可调阻尼减振器阻尼系数与步进电动机转角之间的非线性关系,建立了阻尼非线性半主动悬架数学模型,设计了模糊动态最优控制策略,研制了阻尼非线性半主动悬架系统控制器,在仿真的基础上,进行了实车道路试验。结果表明,阻尼非线性半主动悬架模型更接近实际模型,有效改善了车辆的乘坐舒适性、行驶安全性,协调了整车综合性能。     

半主动空气悬架阻尼多模型自适应控制研究

针对常规自适应控制器中辨识算法的收敛速度难以跟随半主动空气悬架模型参数实际变化速度的问题,提出一种能够满足半主动空气悬架在参数大范围变化时对控制品质较高要求的阻尼多模型自适应控制方法。为改善系统控制速度,根据半主动空气悬架阻尼实际控制过程,建立了针对不同车辆运行状态的多个局部线性固定模型,同时引入一个能够重新赋初值的自适应模型,以提升系统控制精度。基于误差最小的模型切换控制策略在线选择最佳匹配模型,并采用自适应控制方法调节最佳阻尼力,从而构成系统阻尼多模型自适应控制。仿真与实车道路试验结果表明,所提出的控制方法能够有效改善半主动空气悬架在大范围行驶工况下的控制品质,车辆垂直振动加速度均方根降幅达22.8%,车辆行驶平顺性得到了明显提升。     

基于分数阶微积分的汽车空气悬架半主动控制

为研究分数阶微积分在汽车空气悬架半主动控制中的应用效果,建立了4自由度半主动空气悬架非线性动力学模型。采用改进的Oustaloup滤波器算法来模拟分数阶微积分,进而建立分数阶天棚阻尼半主动悬架的仿真模型,将仿真结果与被动悬架和整数阶天棚阻尼半主动悬架进行对比分析。分析结果表明:当汽车以20 m/s的速度行驶在B级路面时,与被动悬架相比,整数阶和分数阶天棚阻尼半主动悬架的车身垂向加权加速度均方根值分别减小了31.9%和43.9%,车身俯仰角加速度均方根值分别减小了23.1%和30.7%;基于分数阶微积分的天棚阻尼控制策略能更有效地抑制车身共振,改善乘坐舒适性。     

驾驶员座椅悬架模糊控制的联合仿真研究

根据某车型参数,运用Adams/View 建立了驾驶员座椅悬架系统的虚拟样机模型。应用模糊逻辑控制理论,进行了针对该悬架模糊控制模型的设计,并在 Matlab/Simulink 环境下控制系统实现了联合仿真。同时,将该控制方式、被动控制以及 PID控制器控制的半主动座椅悬架系统做了性能对比分析。仿真结果证明,相对于其它两种悬架来说,具有模糊控制器作用的主动悬架在降低座椅悬架振动加速度、速度和动行程等性能方面效果明显,有效改善了乘坐舒适性。     

基于遗传算法的汽车半主动悬架模糊控制器设计

建立了二自由度汽车半主动悬架系统的数学模型,针对汽车半主动悬架减振器阻尼控制中模糊控制器存在的问题,提出了基于遗传算法的模糊控制算法。采用浮点数编码对模糊控制规则进行优化,既提高了运算效率和计算精度,又保证了控制系统的快速性和全局最优性。仿真计算和试验结果表明：基于遗传算法的模糊控制器能明显改善汽车的行驶平顺性。     

半主动空气悬架Fuzzy—PID控制

针对空气悬架控制中的问题,采用Fuzzy-PID复合控制技术.即把模糊推理运用于PID参数的整定,对半主动空气悬架加以研究.设计了Fuzzy-PID控制器,用于半主动空气悬架1/4车辆模型控制的Matlab/Simulink仿真模拟和台架试验.仿真模型中借助S函数和Fuzzy Inference System Toolbox构建Fuzzy-PID模块,仿真结果表明:与传统的PID控制仿真比较,该控制策略下的半主动空气悬架能降低簧上质量加速度和悬架动行程,具有较好的鲁棒性,使车辆平顺性有一定程度的提高.台架试验与仿真结果基本吻合.