考虑时域硬约束的车辆主动悬架H∞控制

提出了考虑时域硬约束条件的车辆主动悬架H∞输出反馈控制器设计方法.基于线性矩阵不等式处理方法,提出并证明了该控制器存在的充分条件.以提高车辆乘坐舒适性为目标,取车身垂直加速度响应为控制输出向量,悬架动挠度、车轮动静载荷比响应和所需控制力为约束输出向量,基于1/4车辆模型进行了主动悬架设计.仿真结果表明,即使车辆模型参数存在一定程度的不确定性,提出的控制策略在提高车辆乘坐舒适性的同时,能很好地兼顾车辆的其他性能要求.     

含路面预瞄信息的车辆主动悬架有限频域多目标控制

提出了一种考虑路面预瞄信息的有限频域线性变参数控制器设计方法,并将其应用于时变速度下的车辆悬架多目标控制。在控制器设计中,首先,利用Padé近似的方法处理一定距离内的路面预瞄信息,将车辆悬架系统增广为含速度信息的状态空间方程。其次,采用多胞形结构描述车辆前进速度的时变性。考虑到人体对4~8 Hz范围内的振动加速度较为敏感,且路面干扰仅发生在有限频段内,传统的全频域H∞控制方法并不能取得最优性能。以车身垂直加速度的有限频域H∞范数为优化性能指标,使其在路面干扰下的能量增益在关心频段内达到最小,同时考虑相关的时域约束条件。最后,通过数值实例验证了所提方法的有效性,对比于传统的全频域方法及无路面预瞄的控制方法,该方法能在时域约束条件得到满足的同时,有效地提高车辆的舒适性。     

基于线性矩阵不等式的汽车主动悬架H_2控制

通过状态空间微分方程建立了半车主动悬架数学模型,以包含随机脉冲的白噪声来描述路面不平度,范数约束系统多目标性能输出,广义H_2范数约束系统时域硬约束。基于线性矩阵不等式求解Riccati方程,建立最优状态反馈控制器以保证系统的Lyapunov稳定性与动态性能。基于Simulink对传统PID控制器与H_2控制器进行仿真。结论表明,设计的H_2控制器相比传统汽车控制器有更优的扰动抑制与鲁棒性。     

车辆悬架的分层预测控制及仿真

提出了一种可以在不依赖悬架质量分配系数的前提下,将一个4自由度车辆悬架看作是两个2自由度悬架组合的分层建模预测控制方法。在该方法中,悬架前后轮系均看作是相互独立的底层2自由度系统,推导出协调底层关系的上层关联动力学方程,结合轴距预测和H∞控制方法,以簧载质量质心处的垂直加速度和俯仰加速度为上层控制目标进行协调,得到所需的控制力。仿真计算结果表明,该方法在线计算量少,前后轮系易于采用不同的控制策略以提高控制效果,同时该方法对于多轮系车辆的振动控制也提供了一个新的思路。     

具有时滞的主动悬架非脆弱H∞/L2-L∞静态输出反馈控制

提出了一种综合考虑系统输入时滞和控制器摄动的非脆弱H∞/L2-L∞静态输出反馈控制器的设计方法,并用于车辆主动悬架设计。针对悬架设计要求,分别用H∞和L2-L∞范数反映乘坐舒适性及时域硬约束要求。通过采用一个时滞相关Lyapunov函数分别获得了时滞相关非脆弱静态输出反馈H∞控制器和L2-L∞控制器的双线性矩阵不等式(BMI)存在条件。通过将粒子群优化(PSO)和差分进化(DE)的混合算法与线性矩阵不等式(LMI)方法相结合,求解具有BMI约束的优化问题。仿真结果表明,在存在输入时滞和控制器摄动的情况下,主动悬架仍然能够保证自身的性能。     

汽车EPAS的混合灵敏度H∞鲁棒控制器设计

采用混合灵敏度H∞控制方法设计了汽车EPAS鲁棒控制器.针对回路的灵敏度函数和补灵敏度函数的性质,通过选择合适的加权函数获得了良好的闭环系统性能.利用线性二自由度车辆模型,采用混合灵敏度H∞控制器进行抑噪仿真.结果表明,混合灵敏度H∞控制器有效地遏制了转矩传感器的噪声与路面干扰,提高了EPAS系统的抗干扰性能,增强了EPAS系统的鲁棒稳定性,使EPAS系统获得了较好的转向跟随性.     

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     

汽车悬架参数的多目标多标准决策优

为了改善汽车行驶的舒适性、安全性并减小轮胎动载对路面的破坏,以某载货汽车的四自由度悬架系统为研究对象,将车速分别为50、80和100km/h在A、B和C级路面行驶的车身垂直加速度、前后轮胎动载荷的统计均方根值作为目标,用多目标遗传算法和多标准决策方法进行了优化.结果表明:车身垂直加速度均方根值平均减小了40%,前后轮动载荷均方根值平均减小了30%,性能有较大改善,并且采用后期多标准决策方法,可以同时求得满足不同设计需求的最优解,较传统多目标优化方法更为实用有效.     

基于Sinmulik汽车主动悬架PID控制器设计与仿真

通过简化汽车悬架的振动模型,在此基础上利用Matlab/Simulink仿真软件建立可以求解的整车二自由度振动仿真模型和PID控制器,仿真结果可以说明PID控制能够调整悬架振动形式,以确保汽车具有良好的操纵稳定性和平顺性。     

汽车主动悬架的模糊PID控制研究

针对广泛应用的1/4汽车主动悬架模型,以汽车行驶平顺性和操纵稳定性为控制目标,采用模糊控制和PID控制联合控制的方法设计主动悬架的模糊PID控制器。通过Matlab/Simulink软件,以路面激励为信号源进行仿真分析。结果表明,这种联合控制策略比单纯的控制策略具有更好的适应性和鲁棒性。     

基于帕莱托的汽车悬架参数多目标优化

为了提高汽车平顺性,减少轮胎对路面的动载,以某1/2载货汽车的弹簧刚度和阻尼系数为设计参数,以最大动挠度为约束条件,以车身垂直加速度、前后轮胎动载荷的均方根值为目标函数,运用多目标遗传算法求得三目标的帕莱托解集,经过后期决策得到不同要求下的最优解。结果表明:优化后的悬架弹簧刚度减少而阻尼系数增大,前悬比后悬变化小,性能有大幅度改善,而且采用先寻优后决策的求解模式,能有效弱化先验知识不足的影响,避免局部最优问题,较传统多目标优化方法更为实用有效。     

基于单步法的车辆主动悬架有限频域静态输出反馈控制

针对车辆主动悬架系统,提出了基于单步法求解的静态输出反馈有限频域H∞控制器设计方法。由于现有的有限频域H∞控制定理含有双线性项,且全状态反馈控制增益并不满足单步法的充分条件,导致静态输出反馈问题无可行解。文中应用GKYP引理给出了一个新的基于静态输出反馈的有限频域H∞控制定理。该定理可采用单步线性矩阵不等式LMI直接求解,相对于传统的迭代LMI及CCL算法,极大地简化了设计过程。借助状态反馈信息,避免了初始求解的不可行性。最后,通过数值算例及台架试验验证了该方法的可行性。     

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.     

基于策略分层的汽车悬架与转向系统主动控制

建立了悬架系统7自由度的主动控制模型,设计了悬架系统的最优控制器,运用分离定理,得到随机状态反馈调节器的最优控制率.建立了主动前轮转向系统的转向模型,并设计了可实时跟踪目标横摆角速度的滑模变结构控制器.为改善转向工况下车辆的平顺性,在2个子系统的基础上设计了一个上层协调控制器.协调控制器根据车辆传感器信息,实时地输入给转向和悬架子系统不同的跟踪目标和控制参数,以使车辆获得最好的性能.仿真结果表明:所设计的控制器能够较好地提高整车的平顺性和操纵稳定性.     

电磁阻尼悬架的主动控制与仿真

提出了采用电磁阻尼系统减小悬架系统振动的主动控制方法。通过对带永久磁铁的圆柱形电磁作动器进行动力学分析，得出了有效的控制方案。根据实验数据，采用最小误差法建立了整个系统的传递函数。实验证明，采用数字逻辑控制器和相位提前法控制的电磁阻尼系统能有效地减小单自由度悬架系统的振动。     

车辆主动悬架路面自适应控制系统

针对不同的路面状况,采用增加高低通非线性滤波器的方法,对控制目标进行优化处理,并利用逆向递推(Backstepping)技术,设计了一种主动悬架的路面自适应控制器。仿真结果表明,在不同的路面激励信号作用下,都能取得较好的控制效果,与被动悬架相比,大大改善了乘座的舒适性。     

汽车主动悬架与转向系统的集成控制

在建立了汽车主动悬架与转向系统集成控制模型的基础上,应用LQG控制理论,设计了汽车主动悬架与转向系统LQG集成控制器,并进行了试验仿真,实现了对质心侧偏角、车身横摆角速度、车身垂直加速度、车身俯仰角的集成控制。与被动悬架和转向系统、主动悬架与转向系统单独控制相比,汽车的平顺性、操纵稳定性和安全性都有了显著改善,为汽车底盘集成控制研究提供了依据。     

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。     

高地隙喷雾机主动空气悬架减振控制与实验

高地隙自走式喷雾机在接近于系统固有频率的地面条件下工作时,由于车身重心高、喷杆质量大且展开后较长,导致工作时车身与喷杆大幅剧烈摆动,影响作业质量甚至危及安全。针对此,本文提出适时开启的主动空气悬架减振方案。方案实施过程中,一方面需要解决空气弹簧充放气过程中的非线性控制问题,另一方面则需面对车身加速度与位移多变量同时控制以及最大控制力和悬架行程受限的传统问题。为此,制定了一种空气悬架H∞状态反馈与时频非线性联合减振控制策略。首先求解系统在约束条件下的H∞状态反馈控制器增益,基于此控制器可计算系统在地面扰动下的空气弹簧所应实施的目标压力;然后设计时频非线性控制器,依靠该控制器实时调节比例电磁阀开度进而控制空气弹簧压力使其跟随目标。基于室内台架实验,在模拟地面条件接近于系统固有频率以及田间随机路面激励两种工况下,对所提策略进行了验证。结果表明,系统在一阶共振频率的激励下,被动悬架簧载质量最大加速度达8.5 m/s2左右,半主动悬架的最大加速度约为7 m/s2,而主动空气悬架的最大加速度降低至2.5 m/s2,并在主动控制过程中,悬架位移始终保持在限制范围内,激振结束后悬架位移逐渐恢复至零初始位置;在随机田间路面激励工况下,主动控制悬架的车身加速度亦显著降低,证明了主动减振方案的有效性。