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。     

基于ADAMS和Simulink联合仿真的主动悬架控制

为减少车辆控制系统开发周期和成本，以某皮卡车为研究对象，利用ADAMS／VIEW软件建立了车辆多体动力学模型；基于随机次优控制策略设计了主动悬架控制器，并通过Matlab／Simulink编写了控制算法对其进行联合仿真，通过不断修正控制参数直至得到满意的控制效果。将采用主动悬架系统得到的仿真结果与采用被动悬架系统得到的仿真结果进行了性能对比，结果表明主动悬架系统有效地改善了车辆的行驶性能。     

基于最优控制的四自由度汽车主动悬架控制器

为改善某皮卡车悬架的性能,在该车四自由度1／2车体被动悬架的模型上并联控制器,并利用最优控制理论,采用一种新的控制算法对该控制器进行设计,建立了并联式主动悬架的理论模型。计算机仿真表明,与被动悬架相比较,采用所设计控制器的并联式主动悬架系统的汽车平顺性、车轮地面附着性有明显的改善。     

附加气室容积可调式空气悬架分层控制研究

针对车辆因所处工况发生改变导致其综合性能差的问题,以附加气室容积可调式空气悬架为研究对象,基于热力学及车辆动力学理论,建立其数学模型及仿真模型,提出一种附加气室容积可调式空气悬架系统分层控制策略;设计基于区间—免疫算法的上层附加气室容积控制器和以主、附加气室内气体总质量为控制目标的下层气体质量流量模糊控制器,并进行仿真试验。结果表明:所设计的附加气室容积可调式空气悬架分层控制器显著改善车辆的综合性能:车身垂向加速度均方根降低10.0%,轮胎动载荷均方根增加2.5%,悬架动挠度均方根增加2.0%。     

基于分层控制的大功率拖拉机前桥悬架减振系统研究

大功率轮式拖拉机质量大、车身重心高,在高速运输作业时受路面不平度影响,易产生剧烈的颠簸振动,直接影响拖拉机操纵稳定性和行驶平顺性,甚至危及行驶安全。基于此,综合考虑大功率轮式拖拉机车身振动加速度与悬架动挠度的变化及悬架系统充放油过程中的非线性控制等问题,提出了适用于大功率轮式拖拉机前桥悬架减振系统的设计与控制方案。首先,设计了前桥悬架减振系统,建立了带前桥悬架的1/4拖拉机振动模型;其次,在充分考虑前桥悬架控制系统特点的基础上,建立了基于参考天棚-地棚模型的分层控制算法,构建了Matlab/Simulink仿真模型,并与常规PID算法对比分析,结果表明分层算法的控制性能优于常规PID控制;最后,搭建了前桥悬架系统硬件在环仿真平台和室内试验平台,开展了悬架减振控制策略和控制效果的试验验证。试验结果表明,基于参考天棚-地棚模型的分层控制算法能快速调整控制参数,所设计悬架系统的车身振动加速度均方根降低至2.36 m/s²左右,较被动悬架下降55.8%,同时悬架动挠度的均方根被限定在较小范围内,明显优于被动悬架系统,满足大功率轮式拖拉机前桥悬架的减振需求,且试验结果与仿真...     

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。     

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.     

Lagrange模糊插值控制在半主动悬架系统中的应用

设计了Lagrange模糊插值控制器,对半主动悬架系统中减振器阻尼系数进行控制。通过MATLAB仿真分析表明,与基本模糊插值控制算法相比,采用该控制算法可提高控制的精度和改善控制效果。     

汽车转向与主动悬架集成系统的D-LMS控制

以提高汽车行驶平顺性、操纵稳定性和安全性为目点,建立了半车三自由度汽车转向与主动悬架的综合模型,采用基于小波理论的最小均方(LMS)算法对转向与主动悬架集成系统进行控制。计算结果表明,采用LMS控制的转向与主动悬架集成系统使汽车行驶平顺性和操纵稳定性比被动系统明显改善,有效地提高了汽车综合性能;同时LMS能自动调整权系数,且控制算法简单,便于工程应用。     

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.     

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。     

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。     

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。     

基于卡尔曼滤波器的半主动悬架仿真和试验

设计了Kalman滤波器来估计悬架的相对速度和绝对速度,采用天棚控制算法,建立了基于观测器的1/4车辆半主动悬架天棚控制器。仿真结果表明,所设计的Kalman滤波器能较好地估计被控悬架的绝对速度和相对速度。建立了1/4车辆半主动悬架测控试验系统,对基于观测器的半主动悬架天棚阻尼控制进行了试验验证。试验表明,观测器可以较好地估计悬架的状态,对比被动悬架,基于观测器的磁流变半主动悬架天棚控制器提高了行驶的平顺性。     

车辆主动悬架模糊PID控制的仿真与分析

以车辆操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标,确定车身加速度为具体评价参数。根据路面-车辆系统的特点,提出将模糊控制理论和PID控制策略有机结合后运用于主动悬架控制。针对简化后的两自由度主动悬架模型,以路面信号作为激励源进行仿真研究。结果表明,这种控制策略对车辆悬架系统的振动控制具有更好的适应性。