基于改进AHP的汽车主动悬架LQG控制研究

建立了包含驾驶员模型的3自由度1/4车辆主动悬架系统动力学模型,应用最优控制理论设计了主动悬架系统LQG控制器。以座椅垂向加速度、车身垂向加速度、座椅动行程、悬架动行程及轮胎动位移作为LQG控制器的性能评价指标,并分别采用了层次分析法以及改进层次分析法对各性能指标的加权系数进行确定。在Matlab/Simulink中对系统模型进行仿真,结果表明:改进层次分析法更易于对加权系数的合理选择;应用LQG控制器的主动悬架能有效减缓座椅及车身振动,改善汽车的乘坐舒适性及操纵稳定性。     

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。     

基于遗传算法的主动悬架最优控制研究

为了提高主动悬架LQG控制策略的设计效率和准确性,以及验证主动悬架的优越性,建立了1/4主动悬架动力学模型。控制策略选取了线性二次型最优控制(LQG),通过遗传算法(GA)确定了LQG控制器的加权系数,最后采用MATLAB/Simulink软件进行了仿真验证。结果显示:采用GA确定LQG控制器的加权系数的方法是合理的;与被动悬架相比,主动悬架的车身垂直加速度显著降低了,改善了汽车行驶平顺性。此方法为悬架的LQG控制策略的实际应用提供了参考。     

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.     

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。     

基于磁流变减振器的半主动车辆座椅悬架的控制仿真研究

通过建立在试验基础上的磁流变阻尼器的Binham模型,设计了半主动车辆座椅悬架系统的控制器,并在matlab中对系统进行了仿真分析。结果表明此控制器能有效地抑制座椅的垂向加速度,提高驾驶员的乘坐舒适性。     

基于粒子群算法的车辆悬架PID控制器研究

PID控制器是应用最为广泛的控制器,可用于车辆半主动空气悬架的控制,但是,传统的PID控制器参数整定方法需要丰富的工程经验和大量试验。因此,本文提出运用粒子群算法对PID控制器参数进行整定从而提高PID控制器设计效率。首先,建立1/2车辆半主动空气悬架系统数学模型,并在Simulink环境下搭建带有PID控制器的仿真模型。然后,进行粒子群算法优化PID控制器的仿真试验。仿真结果显示,与被动悬架系统相比,在B、C两种路面条件下,基于粒子群算法的PID控制器使车身质心垂向加速度均方根值分别下降25.5%和33.13%,提高车辆的乘坐舒适性。本文对用于半主动空气悬架系统的PID控制器的进一步发展具有一定积极意义。     

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。     

半主动悬架山地拖拉机姿态控制系统设计与仿真

为提高山地拖拉机在复杂农田环境中的作业平稳性,基于Matlab/Simulink仿真平台,搭建了半主动悬架拖拉机七自由度时域仿真模型,包括四轮路面激励模型、半主动悬架振动模型、半主动悬架拖拉机车体受力分析模型、车身姿态分析模型以及半主动悬架拖拉机时域仿真模型,以车身垂向位移、车身倾斜角和车身俯仰角作为拖拉机的姿态变化参数进行仿真试验。通过构建增量式比例积分微分（Proportion integration differentiation, PID）控制器和反向传播（Back propagation, BP）神经网络PID控制器仿真模型实现对半主动悬架拖拉机车身姿态的自动控制,并分别对两种控制器的控制性能进行测试与评价。利用车身垂直向加速度和车轮相对动载作为半主动悬架系统性能的评价指标,对两种控制方式下的半主动悬架性能进行了评价。仿真结果表明：基于传统增量式PID控制算法的半主动悬架拖拉机,其车身垂直位移均方根减少42.17%、侧倾角均方根减少36.76%、俯仰角均方根减少57.85%,其车身垂向加速度为0.0177m/s2,4个车轮的动载荷均方根分别为0.0284、0.0346、0.0239、0.0304N。基于BP神经网络PID控制算法的半主动悬架拖拉机,其车身垂直位移均方根减少74.54%、侧倾角均方根减少74.66%、俯仰角均方根减少75.03%,其车身垂向加速度为7.5758×10-5m/s2,4个车轮的动载荷均方根值分别为0.0197、0.0235、0.0166、0.0198N。相比增量式PID控制的半主动悬架拖拉机,基于BP神经网络PID控制的半主动悬架拖拉机,其车体平稳性得到了较好的提高。     

履带式车辆半主动悬架模糊控制研究

在1/2车体振动模型的基础上,采用模糊控制策略,建立了履带式车辆的半主动控制系统,设计了基于P89V51RD2为核心的单片机控制器,并进行了台架试验。仿真和台架试验结果表明,模糊控制器能有效地控制半主动悬架系统,半主动悬架在减少振动,提高乘坐舒适性方面优于传统的被动悬架。     

拖拉机半主动座椅悬架建模及控制研究

为了改善拖拉机的乘坐舒适性,提出了将磁流变阻尼器应用于座椅悬架的新设计思路。为此,利用地面输入模型、磁流变阻尼器模型和传统被动座椅悬架模型建立了新型的半主动座椅悬架模型,并设计了PID控制器和模糊控制器,在Mat Lab/Simulink仿真环境下对半主动座椅悬架与被动座椅悬架进行仿真。仿真结果表明:半主动座椅悬架相比于传统的被动座椅悬架,在减振方面效果明显;而在两种控制方法中,模糊控制效果最佳。     

车辆主动悬架LQG控制器的设计与仿真分析

通过建立 1 / 2车辆模型和路面输入模型 ,应用最优控制理论进行了车辆主动悬架的 L QG控制器的设计 ,并在 Matlab/ Sim ulink环境中建立系统模型并进行仿真模拟 ,将主、被动悬架的车身加速度、仰俯角加速度、悬架动挠度及车轮动位移 4项指标进行了对比分析。仿真结果表明 ,具有 L QG控制器的主动悬架对车辆行驶平顺性和乘坐舒适性的改善有良好的效果     

基于控制律重组的汽车半主动悬架容错控制与试验

基于控制律重组思想提出了一种汽车半主动悬架主动容错控制方法。建立了2自由度1/4车半主动悬架和故障悬架模型。通过设计鲁棒观测器,获得输出残差信息,实现半主动悬架故障检测和悬架作动器故障增益在线诊断。在LQG控制器和在线诊断基础上,基于控制律重组调整LQG控制律设计容错控制器,实现故障悬架主动容错控制。Matlab/Simulink仿真及台架试验结果表明,基于控制律重组的主动容错控制能使汽车故障悬架舒适性指标经0.5~2.0 s滞后迅速恢复至与无故障状态时半主动悬架性能相接近水平,消除了作动器故障影响,提高了悬架控制可靠性。     

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。     

坐骑式割草机座椅悬架减振研究

针对坐骑式割草机在恶劣工况下因振动引起的舒适性差与安全性低的问题,基于半车动力学简化模型,提出一种改进的模拟退火算法;通过MATLAB对车辆在被动座椅悬架和半主动座椅悬架两种条件下的数值计算表明:改进后的模拟退火算法精度与改进前的模拟退火算法精度一致,但两种条件下所需的计算时间均为改进前的37%。在此基础上,运用ADAMS和MATLAB进行联合仿真验证,改进后模拟退火算法优化下的LQR控制器对半主动座椅悬架的性能有较大的改善:座椅悬架的垂直加速度降低67.24%,悬架动行程减少14.90%。     

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。     

整车磁流变减振器半主动悬架变论域模糊控制策略

在建立整车磁流变减振器( MRD)半主动悬架模型基础上,利用八板块方法设计了整车的变论域控制策略.基于重构的标准B级和C级路面激励信号,分别在10、20和30 m/s 3个车速下进行了整车在直线和转向行驶工况下的仿真研究.在完成试验车辆改装基础上,进行了大量台架和道路工况下的试验.仿真和试验结果显示,所设计的半主动悬架和控制策略可以有效地提高车辆行驶的平顺性,磁流变半主动悬架与被动悬架相比振动强度可降低9％～22％,结果表明所建立的模型和控制策略是可行的.     

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%。     

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。     

拖拉机座椅悬架对动态舒适性影响的研究

为探讨基于磁流变阻尼器(MRD)的拖拉机半主动座椅悬架在动态舒适性方面的优越性,在正弦激励和白噪声激励环境下,构建了拖拉机动力学模型和磁流变阻尼器(MRD)力学模型,并给出了模糊控制器的设计方法。在Mat Lab/Simulink仿真环境中分别对被动和半主动座椅悬架进行时域和频域仿真,得出两种悬架的加速度动态特性曲线及相应的频谱特性曲线。仿真结果表明:所构建的阻尼器模型及控制策略可以有效衰减座椅悬架在低频区段的垂直振动,改善了拖拉机的动态舒适性。