基于功率键合图对多轴车辆油气悬架系统模糊控制的研究

针对多轴车辆主动油气悬架研究中的不足,本文基于功率键合图法与模糊PID控制算法对多轴车辆主动油气悬架系统进行了的研究分析。依据多轴车辆行驶路况的相关特性,建立了整车主动悬架结构模型,同时,建立了基于功率键合图理论的多轴车辆油气悬架系统的数学模型,并推导出了状态方程;在此基础上利用模糊PID控制理论设计了一种主动油气悬架控制器,实现了油气悬架系统的主动控制;最后利用MATLAB/Simulink编写仿真程序对其仿真分析,并与被动悬架的仿真结果作了对比,结果振动垂心加速度相比被动悬架改善了接近62%,俯仰角加速度的改善大约为60%;模拟仿真结果表明:该系统具有良好的控制效果,多轴车辆的平顺性和舒适性得到了明显的改善。本文结论可为实际生产应用奠定一定的理论基础。     

平衡悬架的振动特性分析

钢板弹簧平衡悬架是重型车辆常用的悬架结构形式。建立平衡悬架的三自由度振动模型，应用随机振动理论，导出平衡悬架系统的传递特性及车身振动加速度均方根值，对平衡悬架与普通悬架的振动特性进行对比研究，并就结构参数对平衡悬架特性的影响进行了分析。实例分析结果表明，与普通悬架相比，平衡悬架能大幅提高车辆行驶的平顺性。平衡悬架不仅适用于重型车辆，也可作为其他车辆改善行驶平顺性的结构措施。在平衡悬架的结构设计上，减小两车桥的轴距和质量差异可提高车辆的平顺性。     

非线性复合式悬架系统设计

针对装有油气悬架的车辆在实际应用中所面临的可靠性问题,提出了一种以油气悬架和螺旋弹簧共同作用提供弹性力的复合悬架.结合一种越野车悬架系统参数,给出了复合悬架刚度参数的匹配方法,对复合悬架和油气悬架系统的工作压力、载荷特性及刚度特性进行了对比,并通过仿真进一步对比了其平顺性评价指标.结果表明,复合悬架与油气悬架相比,在降低系统压力,提高可靠性的同时,保证了良好的越野平顺性,更适合于越野车辆.     

高速重载车辆主动油气悬架系统平顺性控制发展综述

主动油气悬架具有车身姿态和高度实时控制、阻尼、刚度参数实时调节,路面情况适应性好等特点,能使车辆在不同的运动状态或路面情况下始终保持良好的平顺性和操纵性能。随着计算机控制技术和电控技术的快速发展,以及人们对于乘车舒适性的要求愈来愈高,主动油气悬架在车辆上的应用需求日益增加,尤其是针对一些行驶路况较差、载重量大的高速重载底盘工程车辆,传统的被动油气悬架也难以满足其平顺性要求,采用主动油气悬架系统对车辆行驶的平顺性进行升级成为当前研究的热点。本文对车辆的主动油气悬架系统的原理及特点进行分析,以及对国内外高速重载车辆的主动油气悬架系统平顺性控制研究与应用现状进行总结和回顾,详细阐述了油气悬架进行主动控制常用的控制策略,最后对高速重载车辆的主动油气悬架系统技术的未来发展做出了展望。     

双气室油气平衡悬架的设计

为满足重型车辆在多种载荷下对刚度的需求,提出了一种蓄能器参数不同的双气室油气平衡悬架,并建立了其数学模型.提出了此种悬架蓄能器参数的确定方法,并用具体算例加以验证.计算结果表明,通过对蓄能器参数的合理匹配可以实现油气平衡悬架刚度的改变,使得多轴重型车辆在不同载荷下刚度合理变化,实现在各种载荷下悬架系统的偏频基本一致,改善了车辆的性能.     

电控油气悬架系统在汽车底盘控制中的研究与开发现状

悬架系统对车辆行驶平顺性和安全性起到至关重要的作用,特别是电控油气悬架系统以其优越的非线性特性和良好的减振性能使车辆行驶平顺性得到较大的提高。本文分析了目前电控油气悬架系统在汽车底盘控制领域中的研发现状,并对其今后向汽车底盘功能集成一体化方向发展做出了展望。     

油气平衡悬架可调阻尼阀外特性的设计

针对油气平衡悬架幅频特性的特点,提出了其阻尼外特性非线性设计的原则.以提高整车的瞬态响应特性、平顺性、车轮接地性为目标,对某油气平衡悬架可调阻尼阀外特性进行了稳健性设计.结果表明,合理设计可调阻尼阀大阻尼状态下开阀前阻尼系数,可以提升车辆的操纵性和状态转换时的舒适性;应用田口方法设计了大、中、小三级阻尼阀外特性参数,使悬架的性能更加稳健.     

基于微分几何法的半主动油气悬架LQR控制

为了对某工程车辆半主动悬架的油气弹簧进行有效控制,分析了油气弹簧弹性力和阻尼力的非线性特性,建立了车辆半主动油气悬架非线性动力学模型.提出了应用微分几何理论并经过非线性状态反馈变换的方法,对半主动悬架非线性系统进行精确线性化,利用线性二次型调节器实现了非线性状态反馈最优控制,并用Matlab/Simulink编程进行仿真实验.仿真得出半主动油气悬架与被动油气悬架相比,显著地提高了车辆的平顺性.研究结果表明此方法可为车辆悬架控制的研究提供参考.     

基于平顺性和道路友好性的重型货车悬架优化

提出一种基于车辆动力学仿真的重型货车悬架系统多目标优化策略,可同时改善车辆的平顺性和道路友好性,从而缓解驾驶疲劳、延长道路使用寿命.基于车辆动力学原理在Matlab/Simulink平台上构建了10自由度钢板悬架重型货车-路面系统的动力学模型,选择与该车匹配的被动空气悬架并设计半主动空气悬架模糊控制器;仿真并分析钢板悬架车辆模型、被动空气悬架车辆模型、半主动空气悬架车辆模型的使用效果;以被动空气悬架作为进一步优化的对象,归纳其平顺性和道路友好性随阻尼系数的变化规律,从而得到使车辆综合性能最优的悬架阻尼系数.     

多轴油气平衡悬架振动性能研究

阐述了油气悬架的原理的特性;建立了多轴油气平衡悬架的物理模型和数学模型。使用MATLAB工程计算软件,以一台5轴车辆作为进行防仿真。计算结果和试验数据表明,采用这种系统能很好地改善汽车的振动性能。     

整车油气悬挂系统性能实验台

为了模拟车辆侧倾运动、俯仰运动及垂向运动,通过使用Pro/E三维软件开发设计了整车油气悬挂系统的测试平台。该实验台可用于分析在多种不同工况下油气悬挂系统的整车耦合特性,并研究油气悬挂缸安装角度对悬挂系统性能的影响。通过ADAMS和AMESim的联合仿真,验证了实验台设计的合理性与可行性。     

三轴车辆连通式油气悬挂系统的综合特性

为了探讨油气悬挂系统连通方式与整车操纵稳定性和行驶平顺性的关系,针对三轴车辆油气悬挂系统的6种连通方式进行研究。在双气室油气悬挂系统仿真分析和实验验证的基础上,利用ADAMS和AMESim建立各种不同连通方式的油气悬挂系统整车联合仿真模型,主要讨论了各连通方式的油气悬挂系统垂直、侧倾以及俯仰的刚度和阻尼特性。仿真研究结果表明,各连通形式中L3型油气悬挂系统综合特性更好。     

车辆油气悬架动态特性识别

基于车辆系统油气悬架的动态模型,建立了神经网络模型来识别油气悬架的动态力。将小波变换应用于油气悬架信号的提取,通过小波的分解与重构有效地去除了噪声信号,为油气悬架系统设计提供了理论依据。     

面向多约束的可举升复合油气悬架偏频优化

以空、满载状态下悬架偏频及空满载等频性作为平顺性评价指标,分析了可举升复合油气悬架结构参数对整车性能的影响.针对某军车可举升复合油气悬架结构参数与整车性能的匹配与优化进行了研究,以空、满载悬架偏频的平方和与空、满载悬架偏频差值的乘积为目标函数,以复合油气悬架结构参数为设计变量,以悬架边界条件,承载状况等为约束条件进行了优化计算,最后得出可举升复合油气悬架合理的参数匹配,既满足了设计要求,又能最大限度地提高整车平顺性.     

基于遗传算法的主动油气悬架分层控制

根据主动油气悬架系统执行机构的动态特性,采用分层控制策略设计了有限带宽主动油气悬架系统上、下层控制器.基于遗传算法(GA)对模糊PID上层控制器的参数进行了优化设计,通过在线评价车辆动力学指标,决定是否启动GA在初期最优可行域附近优化当前上层控制器参数,以保证车辆在行驶路况或自身参数变化等情况下仍获得较好的控制效果.将搭建的主动油气悬架系统控制模块施加于整车多体系统动力学模型进行联合仿真计算,结果表明,所设计的主动油气悬架系统可显著改善车辆行驶平顺性,并且具有较强的鲁棒性和自适应能力.     

阀系参数对油气悬架阻尼特性的影响

设计了一种阻尼可调的油气悬架,对其结构和工作原理进行了分析,建立了油气悬架非线性阻尼数学模型.通过应用Matlab/Simulink软件仿真,分析了并联节流孔大小对油气悬架阻尼特性的影响,并进行了实验验证,结果吻合较好,表明上述模型的建立及实验方法是合理可行的.采用该方法,分别对串联节流孔大小、单向阀最大开度以及单向阀弹簧预压缩量对油气悬架阻尼特性的影响进行了仿真.结果表明,通过合理选择上述参数,可以得到较为理想的油气悬架阻尼特性.     

双气室油气悬挂特性研究

建立了具有优越的隔振特性的双气室油气悬挂的数学模型,基于谐波平衡法推导出了悬挂系统的等效刚度和等效阻尼表达式.公式表明等效刚度和等效阻尼是激振频率和响应振幅的函数.分析了悬挂系统的主副蓄能器刚度和节流阀阻尼系数等关键参数对于等效刚度和等效阻尼的影响,并通过双气室油气悬挂特性实验验证了数学模型的准确性.